Hình học Không gian Tiềm ẩn Có thể là Nguồn gốc Lực và Hạt Cơ bản

Các công trình lý thuyết tiên tiến đang gợi ý rằng hình học của không gian có thể là nguồn gốc của các lực và hạt cơ bản, vượt ra ngoài vai trò truyền thống của nó như một bối cảnh đơn thuần. Quan điểm này đặt nền móng trên mô tả hình học về lực hấp dẫn của Albert Einstein và thách thức sự hiểu biết hiện tại về nguồn gốc khối lượng hạt.

Trong một bài báo được công bố trên tạp chí Nuclear Physics B vào ngày 15 tháng 12 năm 2025, Richard Pincak và các cộng sự đã trình bày chi tiết nghiên cứu xem xét cách các thuộc tính của vật chất và lực có thể xuất hiện trực tiếp từ các chiều không gian phụ không nhìn thấy được. Nhóm nghiên cứu đề xuất rằng khối lượng của các hạt như boson W và Z có thể phát sinh từ các hình dạng phức tạp, cụ thể là các đa tạp G2 (G2-manifolds) trong một không gian bảy chiều. Quan điểm này gợi ý rằng khối lượng không đến từ trường Higgs, mà trực tiếp từ hình học của không gian bảy chiều.

Một thành phần then chốt của lý thuyết này liên quan đến xoắn (torsion), được mô tả là một sự xoắn bên trong trong các cấu trúc đa chiều này, tương tự như sự xoắn của DNA. Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng, khi những hình dạng bị xoắn này tiến hóa thông qua dòng G2-Ricci, chúng có thể hình thành các cấu hình ổn định được gọi là soliton, có khả năng giải thích sự phá vỡ đối xứng tự phát. Lý thuyết này cũng liên kết xoắn hình học này với độ cong của không-thời gian ở quy mô vũ trụ, có khả năng giải thích sự giãn nở tăng tốc của vũ trụ thông qua hằng số vũ trụ học dương.

Trong Mô hình Chuẩn của vật lý hạt, khối lượng chủ yếu được quy cho tương tác với trường Higgs, nhưng mô hình mới này đề xuất khối lượng phát sinh từ sự kháng cự của chính hình học. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu suy đoán về một hạt giả thuyết liên quan đến xoắn, được đặt tên là "Torstone", có thể được phát hiện trong các thí nghiệm tương lai thăm dò các hiệu ứng không-thời gian. Nghiên cứu này nhằm mục đích thống nhất lực hấp dẫn với lực hạt nhân mạnh, lực hạt nhân yếu và lực điện từ trong một khuôn khổ hình học duy nhất.

Các boson W và Z, là các hạt truyền tải lực hạt nhân yếu, có khối lượng đáng kể, nặng hơn proton khoảng 80 lần, giới hạn phạm vi của tương tác yếu. Việc đưa xoắn vào có thể dẫn đến các tương tác bốn-fermion có thể bị giới hạn bởi dữ liệu đo lường chính xác hiện có, bao gồm cả chế độ phân rã của boson Z. Sự phát hiện thực nghiệm của các boson W và Z vào năm 1983 tại CERN là một cột mốc quan trọng trong việc thiết lập Mô hình Chuẩn, nhưng lý thuyết mới này lại đưa ra một con đường khác để giải thích khối lượng của chúng. Nếu lý thuyết của Pincak và cộng sự được xác nhận, nó sẽ cung cấp một lời giải thích hình học thuần túy cho các hiện tượng vật lý, thay vì dựa vào các trường riêng biệt.