Новая теория о скрытых измерениях переписывает физику: что может управлять Вселенной

Современные теории предполагают, что W- и Z-бозоны приобретают массу в результате взаимодействия с полем Хиггса, но новое исследование предполагает, что истинной причиной приобретения массы может быть то, что структура пространства-времени имеет больше измерений. Исследование опубликовано в журнале Nuclear Physics B, пишет Popular Mechanics.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Сейчас физики считают, что фундаментальные частицы, такие как W- и Z-бозоны получают свою массу в результате взаимодействия с полем Хиггса. Это невидимое поле, пронизывающее всю Вселенную и лежащее в основе Стандартной модели физики элементарных частиц. Это хорошо изученная теория возникновения массы во Вселенной, но некоторые физики считают ее неверной.

• W- и Z-бозоны — фундаментальные частицы, переносчики слабого взаимодействия. Их обнаружение в 1983 году стало одним из главных подтверждений правильности Стандартной модели физики элементарных частиц.
• Слабое взаимодействие – это одна из четырех главных сил природы, наряду с сильным взаимодействием, электромагнетизмом и гравитацией. Слабое взаимодействие отвечает за процессы распада ядер атомов и слабые распады элементарных частиц. Это взаимодействие намного сильнее гравитации.

Авторы нового исследования предложили теорию, согласно которой сама геометрия пространства-времени играет более важную роль в силах и частицах во Вселенной, чем просто выступает в качестве инертного фона. В частности, физики предполагают, что скрытые дополнительные измерения пространства-времени создают так называемые G2-многообразия, которые, если эволюционирую во времени, могут дать объяснения некоторым из самых важных вопросов физики.

• Напоминаем, что структура пространства-времени состоит из трех пространственных измерений (высота, длина, ширина) и одного измерения времени. Но авторы исследования считают, что таких измерений больше.

По словам физиков, как и в органических системах, таких как скручивание ДНК или хиральность аминокислот, эти структуры с дополнительными измерениями могут обладать кручением, своего рода внутренним скручиванием. Если измерения эволюционируют во времени, то можно обнаружить, что они могут стабилизироваться в определенных конфигурациях, называемых солитонами. Эти солитоны могут дать чисто геометрическое объяснение таким явлениям, как спонтанное нарушение симметрии.

• Нарушение симметрии в физике — это переход системы из симметричного состояния в менее симметричное, что приводит к появлению сложности и массы у частиц. Оно бывает спонтанным, когда уравнения симметричны, но система "выбирает" несимметричную конфигурацию, как в механизме Хиггса. Этот механизм показывает, что W- и Z-бозоны приобретают массу, а фотон (частица света) остается безмассовым, потому что вакуум "застыл" в несимметричном состоянии. Нарушение симметрии — это ключевой механизм для объяснения масс частиц и асимметрии материи и антиматерии во Вселенной.

Кроме объяснения нарушения симметрии, большой вызов традиционной физике представляет идея о том, что скрытая геометрия пространства-времени может создавать массу, которую, как считается придает частицам поле Хиггса. Вместо того чтобы полагаться на поле, эти массы возникали бы из кручения внутри геометрии пространства, состоящей из, как минимум, семи пространственных измерений, считают физики.

По словам ученых, возможно, массы W- и Z-бозонов происходят не из поля Хиггса, а непосредственно из геометрии семимерного пространства.

Эта теория также может помочь объяснить некоторые из нерешенных вопросов об ускоренном расширении Вселенной. Ученые считают, что за эти может стоять частица, которая связана с кручением пространства-времени.

Но эту теорию еще нужно доказать.

Также Фокус писал о том, что новый эксперимент физиков доказал, что Эйнштейн ошибся в квантовой механике. Почти столетний спор между физиками Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором наконец-то завершился и не в пользу Эйнштейна.