Problema de hierarquia

Além do Modelo Padrão
Simulação do Grande Colisor de Hádrons detectando um bóson de Higgs, produzido pela colisão de prótons.
Modelo padrão
Evidência Problema da hierarquia Matéria escura Problema da constante cosmológica Problema da forte simetria CP Oscilação de neutrinos
Teorias Technicolor Teoria_Kaluza-Klein Grande teoria unificada Teoria de tudo Teoria das cordas Teoria do vácuo superfluido
Supersimetria Modelo Padrão Supersimétrico Mínimo Teoria das supercordas Supergravitação
Gravidade quântica Teoria das cordas Gravidade Quântica em Loop Triangulação Dinâmica Causal Gravidade Quântica Canônica Teoria do Vácuo Superfluido Conjunto causal
Experimentos Gran Sasso INO LHC SNO Super-K Tevatron

O problema de hierarquia é um enigma, em física teórica, causado pela não-existência de uma explicação sobre os motivos da existência da grande discrepância entre os aspectos da força nuclear fraca e gravidade.

Existem várias maneiras diferentes de descrever essa hierarquia, cada uma destaca uma característica diferente do problema. Aqui está um exemplo:

• A massa do mais pequeno possível buraco negro, define o que é conhecido como o massa de Planck. Uma maneira mais precisa seria a definição é como uma combinação de constante gravitacional de Newton ($G$), quantum constante h (leia "h-barra") de Planck e a velocidade da luz $c$. A massa de Planck é a raiz quadrada de h-barra vezes $c$ dividido por $G$.

$m_{\text{P}}={\sqrt {\frac {\hbar c}{G}}}$≈ 7019122095000000000♠1.2209×10¹⁹ GeV/c² = 6992217651000000000♠2.17651(13)×10⁻⁸ kg=6992217651000000000♠21.7651 µg=7019131070000000000♠1.3107×10¹⁹ amu.

As massas das partículas W e Z, as portadoras da força nuclear fraca, são cerca de 10 000 000 000 000 000 vezes menores que a massa de Planck. Assim, há uma enorme hierarquia nas escalas da massa de forças nucleares fracas e gravidade.

Mas ao tentar descobrir uma possível explicação para o problema acima, os físicos na década de 1970 perceberam que havia realmente um problema sério, até mesmo um paradoxo, por trás desse número. A questão, agora chamada do problema da hierarquia, tem a ver com o tamanho do campo de Higgs diferente de zero, o que por sua vez determina a massa das partículas W e Z.