Фізики виявили п'яту силу Всесвіту в несподіваному місці: що відомо

Нині вченим відомо, що кожною дією у фізиці керують чотири сили природи: електромагнітна, гравітаційна, слабка та сильна взаємодія. Але можуть існувати сили, які приховані всередині атомів. Їхній вплив настільки невеликий, що їх складно виявити. Тепер же фізики встановили обмеження на те, де може ховатися один із прикладів п'ятої сили природи. Вчені вважають, що ця сила знаходиться всередині атомів і відповідає за взаємодію між електронами і нейтронами. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Стандартна модель фізики елементарних частинок пояснює майже всі явища, які відбуваються в космосі та на квантовому рівні. Але існують явища, які вона пояснити не може.

Наприклад, досі залишається невловимою темна матерія. Також ніхто не знає, чому звичайної матерії більше, ніж антиматерії у Всесвіті. Також поведінку гравітації не можна пояснити за допомогою квантової фізики.

Деякі вчені вважають, що нові поля і частинки, які можна ввести в Стандартну модель фізики елементарних частинок, можуть допомогти пояснити ці загадкові явища.

Частинка Юкави — це передбачуваний переносник можливої п'ятої сили природи в ядрах атомів. Якщо вона існує, вона чинитиме ледве видимий вплив на те, як частинки, що складають ядро атома, взаємодіють одна з одною, і, можливо, як вони взаємодіють з електронами.

Раніше вплив цієї сили вчені намагалися знайти у великих масштабах космосу, але тепер фізики зосередили свою увагу на орбіталях навколо ядер чотирьох ізотопів кальцію.

Електрони обертаються навколо ядра атома, що складається з нейтронів і протонів, по орбіталях. Їхнє положення обмежене тяжінням і позитивними зарядами частинок у ядрі атома. Але якщо електрони штовхнути, то вони переходять на вищу орбіталь і це відомо як атомний перехід.

Точний час поштовху багато в чому залежить від того, як влаштовано ядро атома, тобто хімічний елемент може мати різні атомні переходи, кожен з яких залежить від кількості нейтронів у ньому.

Спостереження за цими змінами призводить до так званого графіка Кінга, який передбачений Стандартною моделлю фізики елементарних частинок. Якщо виявити приклади, де графік не відповідає моделі, то це може теоретично вказувати на існування додаткової слабкої сили, яка діє між нейтронами та електронами.

Фізики використовували ізотопи кальцію у двох різних станах і виміряли атомні переходи до такої міри точності, що це залишало простір для маневру для невідомої сили, яка переноситься часткою з масою від 10 до 10 мільйонів електронвольт. Фізики показали, що п'ята сила може існувати в атомах.

За словами вчених, потрібно провести подальші експерименти і потрібні поліпшені розрахунки, щоб підтвердити, чи були їхні вимірювання результатом відомої фізики, чи передбачуваної невідомої сили.

Як уже писав Фокус, вчені вважають, що невідому силу природи можна виявити завдяки виявленим аномаліям у русі астероїдів у космосі.

Також Фокус писав про те, що з'явилося рішення однієї з найбільших загадок Всесвіту. Астрономи вважають, що "абажури" з темної матерії, які зменшують яскравість зірок, можуть показати, чим же насправді є загадкова невидима речовина, яка займає 85% маси Всесвіту.