在弦理論的浩瀚數學宇宙中，物理學家們一直在搜尋那些能精確描繪我們所居住的宇宙的數學方程式。在這一過程中，他們偶然發現了一組與我們所知的物質體子相對應的方程式式，這組方程式的數量驚人，超過了萬億之巨。
這個數碼遠超以往在弦理論中所找到的集合。
根據弦理論，宇宙中的所有物質和力量，皆源自於細小弦線的振動模式。為了在數學上保持自洽，這些弦存在於一個十維的時空結構中。然而，為了與我們三維空間和一維時間的宇宙體驗相協調，其余的六維需要被「蜷縮」，從而在日常檢測中隱而不現。
不同的蜷縮方式導致了不同的數學解。在弦理論的框架中，所謂的「解」指的是由愛因斯坦的重力理論與量子場論結合而得的時空模型。每個這樣的模型代表了一個獨特的宇宙，它包含了獨有的粒子、基本力及其他本質內容。
多年來，不少弦理論學者努力尋找能將弦理論與現實世界連線起來的方法，特別是要將之與描述除重力之外的所有已知粒子及其相互作用的粒子物理標準模型聯系起來。
大部份的研究集中在弦理論的一個特殊版本中，其中弦之間的相互作用力較弱。然而，在過去的二十年間，弦理論的一個新分支——F理論，使得物理學家們得以研究相互作用力較強或耦合度較高的弦。
費城賓夕法尼亞大學的米爾加姆·克維奇教授表示：「一個引人註目且出人意料的發現是，在耦合度極高的情況下，我們可以從幾何學的角度來對理論進行描述。」
這為弦理論家們開啟了一扇新的大門，他們得以運用代數幾何——一種利用代數方法求解幾何問題的技術——來分析F理論中各式各樣的額外維度蜷縮方式，並找到了可行的解決方案。數學家們也獨立研究了F理論中自然產生的一些幾何問題。賓夕法尼亞大學的研究團隊表示：「這些成果為我們提供了巨大的研究工具箱，幾何學成為了關鍵的溝通語言，正是這種‘語言’使得F理論成為一個強有力的分析框架。」
在此基礎上，克維奇和波士頓東北大學的占士·哈沃森以及他們的合作者，利用代數幾何技術找到了一類弦解，其中的弦振動模式能夠產生與標準模型所描述的費米子（或物質體子）特征相吻合的粒子。這些粒子包括所有三代費米子——例如電子、µ介子和τ介子。
從F理論中發現的這些粒子解，還表現出與標準模型粒子相同的手征性質。在粒子物理學領域，這些解準確重現了標準模型粒子的「手征譜」。例如，這些解中的誇克和輕子粒子具有左旋和右旋兩種形態，如同它們在我們的宇宙中所展現的那樣。
新研究表明，存在超過一千萬億個解，在這些解中，粒子的手征譜與標準模型完全吻合，這個數碼遠超弦理論領域迄今為止所找到的解的數量級。克維奇教授表示：「這是迄今為止所知的包含標準模型解的最大領域。在幾何學幫助下，我們在強耦合的弦理論系統中取得的這項成果，既令人驚訝也頗具價值。」
盡管一千萬億這個數碼比起F理論中解的總數（據最後計算高達10的272000次方個）來說還是小巫見大巫，但它仍舊是一個極為龐大的數碼。哈沃森教授指出：「由於這是個巨大的數碼，並且在現實世界的粒子物理中獲得了一些不平凡的成果，我們應該嚴肅對待它，並繼續深入研究。」
進一步的研究將著眼於揭示這些解與現實粒子物理世界之間更緊密的聯系。研究團隊還需計算F理論解中粒子之間的相互作用，這將取決於額外維度蜷縮的幾何細節。
在萬億個解的範圍內，可能存在一些解，其中的粒子相互作用會導致質子在可觀測的時間範圍內衰變。這與現實情況並不相符，因為至今還沒有實驗觀察到質子衰變的跡象。或者，物理學家們可以繼續尋找那些實作標準模型粒子譜的解，在這些解中，粒子保持一種被稱為R宇稱的數學對稱性。研究者認為，這種對稱性有可能阻止某些質子衰變的過程，這在粒子物理領域是非常吸引人的，盡管在我們目前的模型中尚未發現。
此外，這項工作還基於超對稱性的假設，即標準模型中的每一個粒子都有一個「夥伴」粒子。弦理論要求這種對稱性以確保解的數學一致性。
然而，為了使任何超對稱理論與可觀察的宇宙相匹配，這種對稱性必須在某一點被打破（就像用餐者選擇左手或右手持餐具和酒杯打破了桌子的對稱性一樣）。否則，夥伴粒子的質素將與標準模型粒子的質素相同，顯然這並不符合實際情況，因為我們在實驗中並未觀察到任何這樣的夥伴粒子。
至關重要的是，大型強子對撞機(LHC)的實驗也表明，即使在LHC探測到的能量尺度上，超對稱性如果是對自然的正確描述，也不會被打破，因為LHC尚未發現任何超對稱粒子。
弦理論家們相信，只有在極高的能量下，超對稱才會被打破，而這些能量在短期內並不在實驗所能觸及的範圍內。哈沃森教授表示：「弦理論的預測是，與大型強子對撞機數據完全吻合的大規模（超對稱）破裂是完全可能的，這需要進一步研究以確定在我們的宇宙中是否會發生這種情況。」
盡管有這些提醒，其他弦理論學者還是對這項新研究表示了贊同。來自麻省理工學院的弦論學者華盛頓·泰勒表示：「這無疑是朝著證明弦理論能夠產生許多具有標準模型特性的解決方案邁出的重要一步。」
哈佛大學F理論的開發者之一卡姆倫·瓦法也表示：「這是一項出色的工作，實際上，你可以精心安排幾何結構和拓撲結構，使其不僅滿足愛因斯坦的方程式式，還能產生我們希望得到的粒子譜，這絕非易事。」
然而，瓦法和泰勒都指出，這些解與標準模型並不完全匹配。尋找與我們所處的粒子物理世界完全匹配的解是弦理論的最終目標之一。盡管存在無限多的解，但找到一個能精確匹配我們宇宙的獨特解仍是一個挑戰。然而，要精確地確定這個解並非易事。
