Une nouvelle étude théorique suggère que la géométrie des dimensions extra cachées pourrait être la source des forces fondamentales et des masses de particules, défiant les modèles traditionnels comme le champ de Higgs. Les chercheurs proposent que des structures en sept dimensions évolutives génèrent la masse par des torsions intrinsèques appelées torsion. Cette approche pourrait aussi expliquer l’expansion accélérée de l’univers et prédire une nouvelle particule.
Les physiciens Richard Pinčák et collègues ont introduit une théorie où les propriétés de la matière et des forces émergent directement de la géométrie de l’espace-temps, plutôt que d’agir sur lui comme un simple décor. Publié dans Nuclear Physics B, leur travail explore des dimensions supplémentaires non observables repliées en variétés G2 sept-dimensionnelles complexes. Contrairement aux modèles statiques précédents, ces formes peuvent évoluer dynamiquement via le flux G2-Ricci, un processus qui modifie leur structure interne au fil du temps.
Les chercheurs mettent en avant la torsion — une torsion intrinsèque semblable aux hélices d’ADN ou à la chiralité des acides aminés — comme caractéristique clé. « Comme dans les systèmes organiques, tels que la torsion de l’ADN ou la chiralité des acides aminés, ces structures extra-dimensionnelles peuvent posséder une torsion, une sorte de torsion intrinsèque », explique Pinčák. Modélisées temporellement, ces géométries forment des solitons stables, expliquant potentiellement la brisure spontanée de symétrie sans champs externes.
Dans le Modèle standard, les masses de particules comme celles des bosons W et Z proviennent des interactions avec Higgs. Ici, la masse naît de la résistance géométrique. « Dans notre image, la matière émerge de la résistance de la géométrie elle-même, non d’un champ externe », déclare Pinčák. Cette torsion se lie aussi à la courbure de l’espace-temps à grande échelle, pouvant motiver la constante cosmologique positive derrière l’accélération cosmique.
La théorie spécule sur une particule liée à la torsion nommée « Torstone », détectable dans de futures expériences. Étendant la gravité géométrique d’Einstein, elle postule que toutes les forces pourraient provenir de la géométrie sept-dimensionnelle. « La nature préfère souvent des solutions simples. Peut-être que les masses des bosons W et Z ne viennent pas du célèbre champ de Higgs, mais directement de la géométrie de l’espace sept-dimensionnel », suggère Pinčák. Soutenu par le projet R3, ce travail invite à un examen plus approfondi du rôle de la géométrie en physique.