Eνοποιώντας τις δυνάμεις

Το 1864, ο Τζέιμς Κλαρκ Μάξουελ (James Clerk Maxwell

) ερμήνευσε τον ηλεκτρισμό και το μαγνητισμό ως δύο εκδηλώσεις μιας και μοναδικής, ενοποιημένης ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Ως άμεσο αποτέλεσμα προέβλεψε την ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και επίσης, έδειξε ότι το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα.

Εκατό χρόνια αργότερα, οι Σέλντον Γκλάσοου, Αμπντους Σαλάμ και Στίβεν Ουάινμπεργκ (Sheldon Glashow, Abdus Salam and Steven Weinberg

) ανακάλυψαν, ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον, πώς θα μπορούσε να περιγραφεί αυτή η ηλεκτρομαγνητική δύναμη στην ίδια θεωρία με την ασθενή δύναμη. Με αυτό τον τρόπο συνέδεσαν τα φαινόμενα της ραδιενέργειας και της θερμοπυρηνικής σύντηξης στους αστέρες με τα πιο οικεία σε μας φαινόμενα του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού.

Η ηλεκτρασθενής θεωρία των Glashow, Salam και Weinberg προέβλεψε ότι θα πρέπει να υπάρχει ένας ουδέτερος φορέας για την ασθενή δύναμη (που ονομάστηκε Ζ⁰) όπως επίσης και φορτισμένοι φορείς (που ονομάστηκαν W⁺ και W^-), και ότι το Ζ⁰ πρέπει να προκαλεί ασθενείς ουδέτερες αντιδράσεις, οι οποίες δεν είχαν παρατηρηθεί μέχρι τότε. Οι πρώτες απ' αυτές τις αντιδράσεις «ασθενούς ουδέτερου ρεύματος» ("weak neutral current

") παρατηρήθηκαν στο CERN, στο θάλαμο φυσαλίδων Γκαργκαμέλ (Gargamelle) το 1973.

Δέκα χρόνια αργότερα, τα πειράματα UA1 και UA2 στο CERN απέδειξαν την ύπαρξη και του Ζ⁰ και των δύο W. Ο Κάρλο Ρούμπια και ο Σάιμον βαν ντερ Μέερ (Carlo Rubbia and Simon van der Meer

), αμφότεροι επιστήμονες του CERN, βραβεύτηκαν με το Βραβείο Νομπέλ Φυσικής το 1984, για την ανακάλυψη αυτών των σωματιδίων αντίστοιχα και για την ανάπτυξη της «στοχαστικής ψύξης», της μεθόδου δηλαδή που έκανε δυνατή αυτή την ανακάλυψη.

Η ηλεκτρασθενής θεωρία αποτελεί σήμερα ένα βασικό μέρος της περιγραφής των δυνάμεων στο Καθιερωμένο Πρότυπο. Η ισχυρή δύναμη, εντωμεταξύ, περιγράφεται από μια παρόμοια μαθηματική θεωρία, στην οποία οκτώ διαφορετικά είδη γλουονίων μεταφέρουν τη δύναμη μεταξύ των κουάρκ. Αυτή η θεωρία ονομάζεται κβαντική χρωμοδυναμική.

Η επιτυχημένη ενοποίηση των ηλεκτρομαγνητικών και των ασθενών δυνάμεων έχει οδηγήσει τους φυσικούς στην αναζήτηση της δυνατότητας να περιλάβουν και την ισχυρή δύναμη σε ένα ενοποιημένο σχήμα (σε μια «μεγαλοενοποιημένη θεωρία»), ακόμα στη μελέτη της δυνατότητας να περιλάβουν και τη βαρύτητα, ενοποιώντας έτσι όλες τις δυνάμεις της Φύσης σε μία και μοναδική «υπέρ δύναμη». Ωστόσο, χρειάζεται ακόμα πολλή πειραματική και θεωρητική δουλειά για να επιτευχθεί ένας τέτοιος στόχος.