Фізіка за межамі Стандартнай мадэлі (інакш званая Новая фізіка[1]) адносіцца да тэарэтычных распрацовак, якія неабходныя, каб растлумачыць недахопы Стандартнай мадэлі, такія як паходжанне масы, моцная CP-праблема, нейтрынныя асцыляцыі, асіметрыя матэрыі і антыматэрыі, паходжанне цёмнай матэрыі і цёмнай энергіі[2]. Іншая праблема заключаецца ў матэматычных асновах самой Стандартнай мадэлі — Стандартная мадэль не стыкуецца з агульнай тэорыяй адноснасці ў тым сэнсе, што адна або абедзве тэорыі распадаюцца ў сваіх апісаннях на больш дробныя пры пэўных умовах (напрыклад, у рамках вядомых сінгулярнасцей прасторы-часу, такіх як Вялікі выбух і гарызонты падзей чорных дзірак).
Тэорыі, якія ляжаць за межамі Стандартнай мадэлі, уключаюць у сябе розныя пашырэнні Стандартнай мадэлі праз суперсіметрыю[1], такія як Мінімальная суперсіметрычная стандартная мадэль(англ.) бел. і Наступная за мінімальнай суперсіметрычная стандартная мадэль(англ.) бел., альбо цалкам новыя тлумачэнні, такія як тэорыя струн, M-тэорыя і дадатковыя вымярэнні. Паколькі гэтыя тэорыі, як правіла, цалкам адпавядаюць назіраным з’явам або не даведзеныя да стану канкрэтных прадказанняў, пытанне аб тым, якая тэорыя з’яўляецца правільнай (або прынамсі «лепшым крокам» да тэорыі ўсяго), можа быць вырашана толькі з дапамогай эксперыментаў. У цяперашні час гэта адна з найбольш актыўных абласцей даследаванняў як у тэарэтычнай, так і ў эксперыментальнай фізіцы.
Нягледзячы на тое, што Стандартная мадэль у цяперашні час з’яўляецца найбольш паспяховай тэорыяй фізікі элементарных часціц, яна недасканалая[3].
Ёсць цэлы шэраг эксперыментальных назіранняў за прыродай, для якіх Стандартная мадэль не дае адэкватнага тлумачэння.
Некаторыя асаблівасці Стандартнай мадэлі ўведзены адмысловым спосабам. Яны не з’яўляюцца праблемай па сутнасці (гэта значыць тэорыя добра працуе з гэтымі адмысловымі асаблівасцямі), але іх наяўнасць — вынік няпоўнага разумення. Гэтыя спецыяльныя асаблівасці заахвоцілі тэарэтыкаў шукаць больш фундаментальныя тэорыі з меншай колькасцю параметраў. Некаторыя з адмысловых асаблівасцей:
Асноўны артыкул: Тэорыі Вялікага аб’яднання Стандартная мадэль мае тры калібравальныя сіметрыі: колеру SU(3), слабага ізаспіну SU(2) і гіперзараду U(1), якія адпавядаюць тром фундаментальным сілам. З-за перанарміроўкі канстанты сувязі кожнай з гэтых сіметрыі змяняюцца ў залежнасці ад энергіі, пры якой яны вымяраюцца. Каля 1019 ГэВ гэтыя сувязі становяцца прыкладна роўнымі. Гэта прывяло да здагадкі, што вышэй за гэту энергію тры калібравальныя сіметрыі Стандартнай мадэлі аб’яднаны ў адной калібравальнай сіметрыі з простай групай калібравальнай групы, і толькі адной канстантай сувязі. Ніжэй за гэту энергію сіметрыя спантанна парушана да стандартных сіметрый мадэлі[4]. Папулярным выбарам для групы, што аб’ядноўвае, з’яўляецца спецыяльная ўнітарная група ў пяці вымярэннях SU(5) і спецыяльная артаганальная група ў дзесяці вымярэннях SO(10).
Тэорыі, якія аб’ядноўваюць сіметрыі Стандартнай мадэлі такім чынам, называюцца тэорыямі Вялікага аб’яднання (або англ.: Grand Unification Theories — GUT), а маштаб энергій, пры якіх адзіная сіметрыя парушаецца, называецца маштабам GUT. Увогуле, тэорыі Вялікага аб’яднання прадказваюць стварэнне магнітных манаполяў ў раннім Сусвеце[5] і нестабільнасць пратона. Гэтыя прадказанні, нягледзячы на інтэнсіўны пошук, не пацвярджаюцца эксперыментальна, і гэта накладае абмежаванні на магчымыя GUT.
Асноўны артыкул: Квантавая гравітацыя Квантавая гравітацыя — кірунак даследаванняў у тэарэтычнай фізіцы, мэтай якога з’яўляецца квантавае апісанне гравітацыйнага ўзаемадзеяння (і, у выпадку поспеху — аб’яднанне такім чынам гравітацыі з астатнімі трыма фундаментальнымі узаемадзеяннямі, гэта значыць, пабудова так званай «тэорыі ўсяго»).