標準模型を超える物理
標準模型の一部の特徴はアドホックな方法で追加される。これらは本質的に問題ではない(つまり、理論はこれらのアドホックな特徴でうまく機能する)が、合意の欠如を暗示している。これらのアドホックな特徴はより少ないパラメータでより基本的な理論を探し出す動機となった。アドホックな特徴の一部は次の通り。
階層性問題 – 標準模型ではヒッグス場により生じる自発的対称性の破れとして知られる過程を介して粒子質量が導入される。標準模型内ではヒッグスの質量は、仮想粒子(ほとんどが仮想トップクォーク)の存在により非常に大きな量子補正を受ける。これらの補正はヒッグスの実際の質量よりもずっと大きい。このことは標準模型のヒッグスの裸の質量パラメータを量子補正をほぼ完全にキャンセルするように微調整する必要があることを意味する。このレベルの微調整は多くの理論家により不自然であるとみなされている。
パラメータの数 – 標準模型は19の数値パラメータに依存している。これらの値は実験から分かっているが、その起源は不明である。理論家の中には異なるパラメータ間の関係、例えば異なる世代の粒子の質量間の関係や、漸近安全シナリオなどの粒子質量の計算を見つけようとした者もいる。
量子的自明性 – 基本スカラーヒッグス粒子を含む無矛盾な場の量子論を作ることは不可能かもしれないとされている。これはランダウ・ポール問題と呼ばれることもある。
強いCP問題 – 理論的には標準模型は強い相互作用のセクターでCP対称性を破る項(物質と反物質の関係)を含めるべきと主張できる。しかし、実験的にはこのような破れは発見されておらず、この項の係数が0に非常に近いことを暗示している。この微調整も不自然とみなされている。