В геометрии пространства, где разворачиваются физические законы, могут скрываться ответы на некоторые фундаментальные вопросы физики. Сама структура пространства-времени может лежать в основе всех взаимодействий в природе.
Статья, опубликованная в журнале Nuclear Physics B под руководством Рихарда Пинчака, исследует идею о том, что все фундаментальные силы и свойства частиц могут возникать из геометрии скрытых дополнительных измерений.
Согласно исследованию, Вселенная может содержать невидимые измерения, свёрнутые в сложные семимерные формы, известные как G₂-многообразия. Традиционно эти структуры изучались как статичные, но Пинчак и его коллеги рассматривают их как динамические: эволюционирующие в процессе, называемом G₂–Ricci flow, где внутренняя геометрия меняется со временем.
«Как в органических системах, таких как скручивание ДНК или хиральность аминокислот, эти дополнительные измерения могут обладать торсией, своего рода внутренним кручением», — объясняет Пинчак.
«Когда мы позволяем им эволюционировать во времени, мы обнаруживаем, что они могут принимать устойчивые конфигурации, называемые солитонами. Эти солитоны могут обеспечить чисто геометрическое объяснение таких явлений, как спонтанное нарушение симметрии», — говорится в статье.
В Стандартной модели физики элементарных частиц поле Хиггса придаёт массу W- и Z-бозонам. Но авторы предполагают, что масса может возникать из геометрической торсии в дополнительных измерениях, без введения дополнительного поля Хиггса. «В нашей картине, — говорит Пинчак, — материя возникает из сопротивления самой геометрии, а не из внешнего поля».
Теория также связывает торсию с кривизной пространства-времени, предлагая возможное объяснение положительной космологической постоянной, которая вызывает космическое расширение. Авторы даже высказывают предположения о новой частице — «Торстоуне», которую можно будет наблюдать в будущих экспериментах.
Конечная цель — расширить видение Эйнштейна: если гравитация — это геометрия, то, возможно, все взаимодействия — это геометрия. Как отмечает Пинчак: «Природа часто предпочитает простые решения. Возможно, массы W- и Z-бозонов возникают не из знаменитого поля Хиггса, а непосредственно из геометрии семимерного пространства».