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L'espace dans lequel nous vivons semble tridimensionnel. Mais lorsque les physiciens tentent de réconcilier la gravité avec la mécanique quantique, les dimensions habituelles commencent à se comporter étrangement. Dans un nouveau travail, des scientifiques ont montré que pour décrire une particule massive en tenant compte des effets quantiques de la gravité, il est naturel d'ajouter deux dimensions supplémentaires.

À la base se trouve l'idée du physicien indien Thanu Padmanabhan : à très petite échelle, l'espace lui-même cesse d'être lisse. Une longueur minimale possible apparaît — un quantum d'espace. Le propagateur ordinaire (l'objet mathématique qui décrit le mouvement d'une particule d'un point à un autre) cesse de fonctionner. Padmanabhan a proposé un nouveau propagateur, « dual-invariant », qui tient compte de cette granularité. Les auteurs de l'article ont traduit cette construction dans le langage de la théorie des champs — et ont découvert qu'elle est équivalente à une particule massive libre ordinaire, mais dans un espace à deux dimensions de plus.

Cette approche ne nécessite pas d'introduire des interactions complexes ou une nouvelle physique — seulement d'élargir la scène. C'est comme l'ombre d'un objet tridimensionnel sur un mur qui peut sembler complexe, mais en volume tout devient plus simple. Ici, le rôle du « mur » est joué par notre espace habituel, et le « volume » est le monde avec deux dimensions supplémentaires. Le modèle est limité à des corrections de l'ordre du carré de la longueur minimale, mais il montre déjà comment la gravité quantique peut se manifester dans des effets de basse énergie.