Geometrie als Ursprung fundamentaler Kräfte und Teilchenmassen: Neue Theorie mit G2-Mannigfaltigkeiten

Theoretische Entwicklungen deuten darauf hin, dass die Geometrie des Raumes selbst die Quelle fundamentaler physikalischer Kräfte und Elementarteilchen sein könnte. Diese Perspektive stellt die traditionelle Auffassung infrage, in der der Raum lediglich als passiver Hintergrund fungiert. Richard Pincak und seine Koautoren legten am 15. Dezember 2025 in der Fachzeitschrift Nuclear Physics B Forschungsergebnisse vor, die untersuchen, wie Materie- und Eigenschaftsprofile von Kräften direkt aus verborgenen, zusätzlichen Dimensionen entstehen könnten.

Die Untersuchung erweitert Albert Einsteins geometrische Beschreibung der Gravitation und hinterfragt etablierte Konzepte zur Entstehung der Teilchenmasse, insbesondere im Kontext des Standardmodells der Teilchenphysik. Das Forschungsteam postuliert, dass die beobachtbaren Massen von Teilchen wie den Vektorbosonen W und Z aus komplexen geometrischen Formen, spezifisch G2-Mannigfaltigkeiten, innerhalb eines siebendimensionalen Raumes resultieren könnten. Diese G2-Strukturen werden nicht als statisch, sondern als dynamisch unter dem sogenannten G2-Ricci-Fluss betrachtet, einem Prozess der zeitlichen Veränderung der inneren Geometrie.

Die fundamentalen Kräfte – die starke, die schwache und die elektromagnetische Kraft sowie die Gravitation – könnten demnach unter einem einzigen geometrischen Rahmen vereint werden. Ein zentrales Element dieser geometrischen Theorie ist die Torsion, die als innere Verdrehung innerhalb dieser zusätzlichen Dimensionen beschrieben wird. Wenn diese verdrehten Formen durch den G2-Ricci-Fluss evolvieren, können sie stabile Konfigurationen bilden, die als Solitonen bezeichnet werden. Diese Solitonen könnten eine rein geometrische Erklärung für Phänomene wie die spontane Symmetriebrechung liefern, die im Standardmodell durch das Higgs-Feld erklärt wird.

Die Torsion beeinflusst den G2-Ricci-Fluss maßgeblich und führt zu einer breiteren Klasse von Lösungen, den gemischten Solitonen. Darüber hinaus stellt die Theorie eine Verbindung zwischen dieser geometrischen Torsion und der Krümmung der Raumzeit auf kosmischen Skalen her. Dies könnte potenziell die beobachtete beschleunigte Expansion des Universums durch die positive kosmologische Konstante erklären. Die Forscher spekulieren über ein hypothetisches Teilchen, das mit der Torsion assoziiert ist und den Namen „Torstone“ trägt, welches in zukünftigen Experimenten nachweisbar sein könnte. Die Gesamtstruktur der Forschung zielt darauf ab, die vier fundamentalen Kräfte in einem kohärenten geometrischen Modell zu vereinen und somit Einsteins Vision einer geometrischen Grundlage für die Gravitation fortzusetzen.