Geometria zamiast pola Higgsa

Zespół badaczy pod kierunkiem Richarda Pincaka proponuje śmiałą koncepcję: wszystkie podstawowe oddziaływania oraz własności cząstek mogą wyłaniać się z geometrii dodatkowych, ukrytych wymiarów przestrzeni. Według tej teorii Wszechświat nie ogranicza się do znanych nam trzech wymiarów przestrzennych i jednego czasowego, lecz zawiera także niewidoczne wymiary zwinięte w niezwykle złożone, siedmiowymiarowe struktury zwane rozmaitościami G₂.

Reklama

Takie obiekty są znane fizykom teoretycznym od dawna, zwłaszcza z teorii strun, jednak zazwyczaj traktowano je jako struktury statyczne. Pincak i jego współpracownicy proponują inne podejście: rozmaitości G₂ mogą ewoluować w czasie zgodnie z matematycznym procesem zwanym przepływem Ricciego G₂.

Skręcona geometria i stabilne formy

Kluczową rolę w tej teorii odgrywa torsja, czyli wewnętrzny „skręt” geometrii. Autorzy porównują ją do zjawisk znanych z biologii, takich jak skręcenie DNA czy chiralność aminokwasów. Gdy taka skręcona geometria ewoluuje w czasie, może osiągać stabilne konfiguracje – solitony.

To właśnie te solitony miałyby odpowiadać za zjawiska znane z fizyki cząstek, takie jak spontaniczne łamanie symetrii. Innymi słowy: zamiast specjalnego pola, które „nadaje” masę, wystarczyłaby odpowiednio ukształtowana geometria ukrytych wymiarów.

Reklama

Masa jako opór geometrii

W Modelu Standardowym masa bozonów W i Z pojawia się dzięki oddziaływaniu z polem Higgsa. Nowa teoria sugeruje alternatywę: masa może być efektem geometrycznej torsji w dodatkowych wymiarach. Jak obrazowo ujmuje to Pincak, materia nie powstaje z działania zewnętrznego pola, lecz z „oporu” samej geometrii czasoprzestrzeni.

Co więcej, badacze wskazują, że torsja może być powiązana z krzywizną czasoprzestrzeni, co potencjalnie daje nowe spojrzenie na jedną z największych zagadek współczesnej kosmologii – dodatnią stałą kosmologiczną odpowiedzialną za przyspieszającą ekspansję Wszechświata.

Nowa cząstka na horyzoncie?

Autorzy idą jeszcze dalej, spekulując o istnieniu nowej cząstki, roboczo nazwanej „Torstonem”. Jeśli teoria jest poprawna, ślady jej istnienia mogłyby zostać wykryte w przyszłych eksperymentach, otwierając zupełnie nowy rozdział w fizyce cząstek.

Powrót do marzenia Einsteina

Proponowana koncepcja nawiązuje do wizji Alberta Einsteina, według której grawitacja nie jest zwykłą siłą, lecz przejawem geometrii czasoprzestrzeni. Być może – sugerują autorzy – ta idea da się rozszerzyć na wszystkie oddziaływania w przyrodzie.

Czy słynne pole Higgsa okaże się tylko jednym z możliwych opisów rzeczywistości, a prawdziwe źródło masy tkwi głębiej, w siedmiowymiarowej geometrii Wszechświata? Na ostateczne odpowiedzi trzeba jeszcze poczekać, ale jedno jest pewne: fizyka fundamentalna wciąż potrafi zaskakiwać.

Źródło: Słowacka Akademia Nauk