Μια νέα θεωρητική προσέγγιση στην φυσική ανοίγει συζητήσεις γύρω από ένα από τα θεμελιώδη ερωτήματα της επιστήμης: Ποια είναι η προέλευση της μάζας των σωματιδίων; Ενώ το μποζόνιο Higgs έχει καθιερωθεί εδώ και χρόνια ως ο πρωταγωνιστής στην ιστορία της μάζας, μια ομάδα ερευνητών προτείνει ότι η απάντηση μπορεί να βρίσκεται σε μια «στρεβλωμένη» γεωμετρία πρόσθετων, αόρατων διαστάσεων.
Αυτή η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Nuclear Physics B, διερευνά την ιδέα ότι η μάζα των θεμελιωδών σωματιδίων, όπως τα μποζόνια W και Z, ψηφίζεται από την ίδια τη γεωμετρία του χώρου, αντί να προέρχεται αποκλειστικά από ένα εξωτερικό πεδίο.
Η Δυναμική Πέρα από το Πεδίο Higgs
Το πεδίο Higgs, το οποίο προτάθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1960 και επιβεβαιώθηκε με την ανακάλυψη του σωματιδίου το 2012 στο CERN, είναι κεντρικής σημασίας για το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model). Λειτουργεί ως ένα «κοσμικό ρευστό» που διαχέεται στο σύμπαν, επιβραδύνοντας την κίνηση των σωματιδίων και προσφέροντάς τους μάζα.
Ωστόσο, οι απαντήσεις δεν είναι τόσο σαφείς όσο φαίνονται. Οι φυσικοί παραμένουν με ανοιχτά ερωτήματα σχετικά με τις ιδιότητες του πεδίου Higgs και τις ρίζες του. Επιπλέον, το υπάρχον μοντέλο δεν μπορεί να εξηγήσει επαρκώς φαινόμενα όπως η Σκοτεινή Ύλη και η Σκοτεινή Ενέργεια. Εδώ εισέρχεται η νέα πρόταση, η οποία εστιάζει σε μια μαθηματική δομή επτά διαστάσεων, γνωστή ως πολλαπλότητα G2.
Γεωμετρικές Αλήθειες: Η Ύλη στην Κορυφή
Ο θεωρητικός φυσικός Richard Pinčák, από την Ακαδημία Επιστημών της Σλοβακίας, μαζί με τους συνεργάτες του, υποστηρίζουν ότι η ύλη μπορεί να είναι απλώς μια «αντίσταση» της γεωμετρίας. Μπορούμε να φανταστούμε το χώρο όχι ως άδειο καμβά τριών διαστάσεων, αλλά ως μια περίπλοκη δομή που μπορεί να διπλώνεται και να στρίβει σε διαστάσεις που δεν κατανοούμε.
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα εξίσωση, γνωστή ως G2-Ricci flow, για να κατανοήσουν πώς εξελίσσεται αυτή η επταδιάστατη γεωμετρία με το πέρασμα του χρόνου. Σύμφωνα με τον Pinčák, αυτές οι δομές μπορούν να εκδηλώσουν μια εσωτερική «συστροφή», κάτι παρόμοιο με τη δομή του DNA ή την αλληλουχία των αμινοξέων. Αυτές οι γεωμετρικές καταστάσεις, όταν αφήνονται να εξελιχθούν, καταλήγουν σε σταθερές μορφές που ονομάζονται «σολιτόνια», δηλαδή κύματα που διατηρούν το σχήμα τους ανέπαφο για απεριόριστο χρόνο.
Αυτή η γεωμετρική σταθερότητα και η συστροφή φαίνεται να αντικατοπτρίζονται στα σωματίδια, παράγοντας ένα αποτέλεσμα που εξωτερικά μοιάζει με τον μηχανισμό του Higgs. Με άλλα λόγια, η μάζα μπορεί να είναι το «αποτύπωμα» μιας κρυμμένης γεωμετρικής πτυχής στις επτά διαστάσεις.
Το «Torstone» και η Σκοτεινή Ενέργεια
Η θεωρία δεν περιορίζεται μόνο στην εξήγηση της μάζας. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αν η γεωμετρική αυτή συστροφή λειτουργεί ως πεδίο, τότε θα πρέπει να υπάρχει και το αντίστοιχο σωματίδιο, το οποίο ονόμασαν «Torstone». Αν το Torstone είναι πραγματικό, ενδέχεται να αφήνει ίχνη που θα είναι ανιχνεύσιμα.
Οι επιστήμονες προτείνουν ότι θα μπορούσαμε να παρατηρήσουμε ανωμαλίες σε πειραματικές διαδικασίες επιταχυντών σωματιδίων, απροσδόκητες διακυμάνσεις στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου ή ακόμα και παρατυπίες στα βαρυτικά κύματα.
Επιπλέον, η μελέτη ενδέχεται να συσχετίσει αυτή την γεωμετρική καμπυλότητα με την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος, προσφέροντας μια νέα προοπτική στην κατανόηση της Σκοτεινής Ενέργειας.
Η Απλότητα της Φύσης
Η πρόταση αυτή είναι αρκετά τολμηρή και διατηρείται σε καθαρά θεωρητικό επίπεδο προς το παρόν. Όπως χρειάστηκε μισός αιώνας για την πειραματική επιβεβαίωση του πεδίου Higgs, έτσι και η ύπαρξη των πολλαπλοτήτων G2 και του Torstone θα απαιτήσει χρόνο και ειδικευμένα εργαλεία για να αποδειχθεί ή να αναιρεθεί.
Ωστόσο, ανοίγει μια ενδιαφέρουσα διαδρομή στη σκέψη όπου η φυσική δεν εξαρτάται από εξωτερικά πεδία, αλλά επικεντρώνεται στη μορφή και τη δομή του χώρου. «Η φύση συχνά προτιμά απλές λύσεις», αναφέρει ο Pinčák, υποδηλώνοντας ότι η πραγματικότητα μπορεί να είναι γεωμετρικά πλουσιότερη από ό,τι έχουμε φανταστεί.
Η μελέτη αυτή υπενθυμίζει ότι το Καθιερωμένο Πρότυπο, παρά τις εξαιρετικές του επιτυχίες, μπορεί να είναι απλώς η επιφάνεια μιας βαθύτερης, πολυδιάστατης αλήθειας.
