Геометрия пространства, в котором действуют физические законы, может дать ответы на некоторые из самых сложных вопросов фундаментальной физики. Сама структура пространства-времени может лежать в основе всех взаимодействий в природе.
В статье, опубликованной в Nuclear Physics B под руководством Ричарда Пинчака (Richard Pincak), исследуется идея о том, что все фундаментальные взаимодействия и свойства частиц могут быть обусловлены геометрией скрытых дополнительных измерений.
Согласно результатам исследования, Вселенная может содержать невидимые измерения, свернутые в сложные семимерные формы, известные как G₂-многообразия. Традиционно эти структуры изучались как статичные. Но Пинчак и его коллеги считают их динамичными: они развиваются в процессе, называемом потоком G₂–Риччи, при котором внутренняя геометрия меняется с течением времени.
По мнению автора, как и в органических системах, например в закрученности ДНК или хиральности аминокислот, эти внепространственные структуры могут обладать торсионным моментом, своего рода внутренним поворотом.
Если дать им возможность развиваться во времени, мы увидим, что они могут принимать устойчивые конфигурации, называемые солитонами. Они могут служить чисто геометрическим объяснением таких явлений, как спонтанное нарушение симметрии.
В Стандартной модели физики элементарных частиц поле Хиггса придает массу W- и Z-бозонам. Однако авторы предполагают, что масса может возникать из-за геометрического скручивания в дополнительных измерениях без введения дополнительного поля Хиггса. В модели Пинчака материя возникает из-за сопротивления самой геометрии, а не из-за внешнего поля.
Теория также связывает кручение с кривизной пространства-времени, предлагая возможное объяснение положительной космологической постоянной, которая приводит к расширению Вселенной. Авторы даже выдвигают гипотезу о существовании новой частицы — «торстона», — которую можно будет обнаружить в ходе будущих экспериментов.
Конечная цель состоит в том, чтобы расширить представления Эйнштейна: если гравитация — это геометрия, то, возможно, все взаимодействия — это тоже геометрия. Как отмечает Пинчак, «природа часто предпочитает простые решения». Возможно, массы W- и Z-бозонов возникают не из-за пресловутого поля Хиггса, а непосредственно из-за свойств геометрии семимерного пространства.
Больше узнать о многомерном пространстве-времени и поиске больших дополнительных измерений под реактором Калининской АЭС можно в материале Hi-Tech Mail.
