El único límite estricto sobre los posibles cargos de las partículas fundamentales en una teoría cuántica de campos consistente es el requisito de cancelación de anomalías. Las anomalías ocurren cuando una simetría del Lagrangiano clásico deja de ser una simetría después de la cuantización. Siguiendo a Fujikawa, podemos entender la anomalía como surgida del hecho de que la medida del integral de trayectoria no es invariante bajo la simetría anómala.
Cuando una simetría global es anómala, encontramos que la corriente de Noether asociada no es conservada. Por ejemplo, la simetría axial anómala $ U (1) $ lleva a la famosa descomposición de $ \pi ^ 0 \rightarrow \ gamma \ gamma $ . Las simetrías de calibre, por otro lado, son simplemente redundancias de descripcion, no simetrías físicas, por lo que una simetría anómala de calibre lleva a una inconsistencia en la teoría. Al construir una QFT, se permite que las especies de partículas individuales tengan anomalías de calibre no nulas pero la anomalía total de calibre de todas las partículas fundamentales debe ser cero para que la teoría sea consistente. Esta condición libre de anomalías lleva a restricciones sobre los cargos de las partículas en la teoría (y las representaciones en las cuales las partículas se transforman en el caso no abeliano). Es muy no trivial (aunque antropicamente poco sorprendente) que todas las anomalías de calibre se cancelen en el modelo estándar.
Para una teoría con más de una simetría de calibre, como el Modelo Estándar, debemos verificar no solo que cada simetría de calibre por sí misma sea libre de anomalías, sino también que no haya anomalías cuando las simetrías de calibre actúen juntas. Estas son las llamadas anomalías mixtas. Como sabes, el $ U (1) $ del Modelo Estándar es la hiperCarga, no la carga electromagnética. La anomalía pura de hiperCarga, junto con las anomalías mixtas de hiperCarga con $ SU (2) $ , $ SU (3) $ y la simetría de calibre de la gravedad proporciona cuatro ecuaciones de restricción relacionando las hiperCargas de las partículas fundamentales. Añadir nuevas partículas al Modelo Estándar alterará estas ecuaciones pero siempre debe ser cierto que la teoría está libre de anomalías de calibre. Por supuesto, nada aquí te prohíbe añadir partículas con cargas extremadamente grandes a la teoría pero debes asegurarte de que al hacerlo no introduces ninguna anomalía de calibre, lo que probablemente requerirá que añadas más de una nueva partícula para equilibrar la anomalía.
Una consideración adicional posible es la llamada conjetura de la gravedad débil que afirma vagamente que para que una QFT con una simetría de calibre $ U (1) $ sea consistente cuando está acoplada a la gravedad debe existir una partícula en la teoría cuya masa sea menor que su carga $ U (1) $ ; es decir, la gravedad debe ser la fuerza más débil para al menos una partícula. Si esto no fuera cierto, entonces los agujeros negros extremales (con $ Q = M $ ) no podrían desintegrarse sin violar el límite extremal ( $ Q \leq M $ ). Esto no se relaciona directamente con tu pregunta porque solo requiere que tengas una partícula que tenga una carga mayor que su masa, pero pensé que valía la pena mencionar ya que está en el espíritu de las restricciones teóricas sobre los posibles cargos en una QFT.
En cuanto a la pregunta de si hay razones fenomenológicas para desconsiderar partículas con cargas grandes, dejaré eso a otros.
