La física teórica en 2025 continúa la exploración de dimensiones espaciales adicionales, un campo con raíces en la Teoría de Kaluza-Klein (KK), formulada inicialmente por Theodor Kaluza en 1919. Este marco conceptual, que buscaba unificar la gravedad y el electromagnetismo a través de una quinta dimensión microscópica, ha evolucionado hacia modelos contemporáneos como los de Randall-Sundrum (RS). El impulso teórico principal detrás de esta investigación ha sido históricamente la necesidad de resolver el problema de la jerarquía, la disparidad de $10^{24}$ entre la fuerza gravitatoria y las otras fuerzas fundamentales del universo.
La transición conceptual desde la KK original se consolidó con la propuesta de Lisa Randall y Raman Sundrum en 1999, quienes introdujeron la geometría deformada dentro de un espaciotiempo Anti-de Sitter (AdS) de cinco dimensiones. Este mecanismo de curvatura espacial permitía que las dimensiones adicionales influyeran en la gravedad sin ser detectables directamente en nuestra brana cuadridimensional, abordando así el dilema de la escala dimensional. Los modelos iniciales sugerían que las dimensiones extra debían tener un tamaño cercano a una décima de milímetro para justificar la debilidad aparente de la gravedad.
La búsqueda experimental, centrada en el Gran Colisionador de Hadrons (LHC), no ha proporcionado evidencia concluyente de partículas tipo gravitón masivas hasta finales de 2025, imponiendo restricciones rigurosas sobre los rangos de masa hipotéticos. A pesar de la ausencia de detección directa, el interés teórico se ha reorientado hacia nuevas aplicaciones conceptuales.
Un estudio teórico publicado en noviembre de 2025 en The European Physical Journal C propuso un cambio estratégico: los fermiones confinados en una quinta dimensión deformada podrían manifestarse como candidatos a materia oscura. Este desarrollo conecta la geometría deformada con el enigma de la materia oscura, ofreciendo una nueva línea de investigación más allá de la mera búsqueda de partículas exóticas en colisiones. El modelo RS, discutido por Lisa Randall en mayo de 2025, ha sido explorado en el contexto de la geometría warp y sus implicaciones cosmológicas y de materia oscura, a menudo en colaboración con Raman Sundrum y Andreas Karch.
La fenomenología de escenarios de materia oscura dentro de modelos RS estabilizados por radio también ha sido investigada, postulando que los candidatos a materia oscura interactúan con el Modelo Estándar a través de modos Kaluza-Klein de espín-2 y espín-0 gravitacionales. Las conclusiones reflejan esta evolución: los modelos teóricos (KK/RS) postulan que la debilidad gravitatoria se debe a la fuga dimensional o a la geometría deformada, mientras que las búsquedas experimentales en el LHC han limitado el espacio de parámetros sin hallar evidencia definitiva hasta el cierre de 2025. No obstante, el estudio de noviembre de 2025 sugiere que estas partículas fermiónicas en la dimensión adicional podrían constituir la materia oscura, ofreciendo una solución potencial a la abundancia observada de reliquias de materia oscura.
El contexto más amplio de la física de partículas en 2025 subraya la relevancia continua de estas teorías, ya que proporcionan marcos para abordar tanto el problema de la jerarquía como el enigma de la materia oscura, aspectos no resueltos por el Modelo Estándar. La investigación reciente indica que las excitaciones de Kaluza-Klein de un nuevo bosón escalar pueden actuar como el portal principal para cualquier fermión que se propague en la dimensión adicional, acoplándose necesariamente al bosón de Higgs y modificando sus proporciones de ramificación. La comunidad científica, representada por físicos como los mencionados, continúa refinando estos modelos en busca de coherencia entre la estructura geométrica del espacio-tiempo y las observaciones cosmológicas y de partículas actuales.
