Modello Dimensionale Collega Materia Oscura e Problema della Gerarchia

Ricercatori provenienti da Spagna e Germania hanno introdotto un quadro teorico per affrontare due sfide fondamentali della fisica moderna: la natura della materia oscura e il problema della gerarchia. Lo studio, pubblicato su The European Physical Journal C nel novembre 2025, postula una connessione diretta tra la materia invisibile e l'esistenza di una quinta dimensione spaziale, rielaborando il concetto di "dimensione extra deforme" (WED) originariamente concepito nel 1999.

La teoria propone un meccanismo attraverso il quale le masse dei fermioni noti verrebbero trasferite in uno spazio aggiuntivo, un settore ipotetico che costituirebbe la materia oscura senza violare i principi del Modello Standard. La materia oscura è un componente cosmologicamente essenziale, stimata costituire circa il settantacinque percento di tutta la massa presente nell'Universo, fornendo il supporto gravitazionale necessario per la coesione delle strutture galattiche. La sua composizione rimane un mistero fondamentale che spinge la fisica oltre le attuali frontiere conoscitive.

L'approccio teorico mira anche a fornire una potenziale soluzione al problema della gerarchia, ossia la discrepanza tra la massa prevista per il bosone di Higgs e la massa di Planck. Questo problema tecnico riguarda il perché la massa del bosone di Higgs sia significativamente più leggera rispetto alla scala di Planck, richiedendo una sintonizzazione fine altrimenti inspiegabile. Il modello WED lega la massa dei fermioni a questo settore nascosto, offrendo una prospettiva unica rispetto ad altre teorie, come quelle che ipotizzano particelle massive debolmente interagenti (WIMP).

Il passo critico per il team di ricerca iberico-tedesco è ora la verifica empirica. Gli scienziati hanno identificato i rivelatori di onde gravitazionali come la via più promettente per cercare prove indirette di queste interazioni dimensionali previste dal loro schema teorico. L'osservazione di segnali gravitazionali anomali potrebbe convalidare l'esistenza di questo settore oscuro. La comunità scientifica attende i dati sperimentali che possano trasformare questa costruzione matematica in una realtà fisica accertata.

La ricerca sulla natura della materia oscura, che costituisce circa il 27% della densità energetica totale dell'Universo osservabile, è un pilastro della cosmologia moderna. L'esigenza di spiegare la massa mancante, introdotta sistematicamente negli anni Settanta dalle osservazioni di Vera Rubin e Kent Ford sulle curve di rotazione galattica, continua a stimolare approcci sofisticati, come quello presentato da questi ricercatori spagnoli e tedeschi.