يوحي دراسة نظرية جديدة بأن هندسة الأبعاد الإضافية المخفية قد تكون مصدر القوى الأساسية وكتل الجسيمات، مما يتحدى النماذج التقليدية مثل مجال هيغز. يقترح الباحثون أن الهياكل السباعية الأبعاد المتطورة تولد الكتلة من خلال التواءات داخلية تُدعى التواء. قد يفسر هذا النهج أيضًا تسارع تمدد الكون ويتوقع جسيمًا جديدًا.
قدم الفيزيائيون ريتشارد بينشاك وزملاؤه نظرية حيث تظهر خصائص المادة والقوى مباشرة من هندسة الزمكان، بدلاً من التصرف عليه كمجرد مسرح. منشورة في Nuclear Physics B، تستكشف أعمالهم أبعادًا إضافية غير مرئية مطوية في manifolds G2 سباعية الأبعاد معقدة. خلافًا للنماذج الثابتة السابقة، تُسمح لهذه الأشكال بالتطور ديناميكيًا عبر تدفق G2-Ricci، عملية تغير هيكلها الداخلي مع مرور الزمن.
يبرز الباحثون التواء —تواء داخلي مشابه لروابط الحمض النووي أو كيرالية الأحماض الأمينية— كميزة رئيسية. «كما في الأنظمة العضوية، مثل التواء الحمض النووي أو اليدية للأحماض الأمينية، يمكن لهذه الهياكل الإضافية الأبعاد أن تمتلك التواء، نوع من التواء الداخلي»، يشرح بينشاك. عند نمذجتها زمنيًا، تشكل هذه الهندسات سوليتونات مستقرة، قد تفسر كسر التماثل التلقائي دون حقول خارجية.
في النموذج القياسي، تنشأ كتل الجسيمات مثل بوزونات W وZ من تفاعلات هيغز. هنا، تنشأ الكتلة من مقاومة هندسية. «في صورنا، تظهر المادة من مقاومة الهندسة نفسها، لا من حقل خارجي»، يقول بينشاك. يرتبط هذا التواء أيضًا بانحناء الزمكان على نطاق واسع، قد يدفع الثابت الكوني الإيجابي وراء التسارع الكوني.
تتكهن النظرية بجسيم متعلق بالتواء يُدعى «Torstone»، قابل للكشف في تجارب مستقبلية. تمديد جاذبية أينشتاين الهندسية، تفترض أن جميع القوى قد تنشأ من هندسة سبعة أبعاد. «غالبًا ما تفضل الطبيعة حلولًا بسيطة. ربما تأتي كتل بوزونات W وZ ليس من مجال هيغز الشهير، بل مباشرة من هندسة الفضاء السباعي الأبعاد»، يقترح بينشاك. مدعومة بمشروع R3، تدعو هذه الأعمال إلى فحص أكبر لدور الهندسة في الفيزياء.