Наука, ймовірно, знайшла п'яту основну силу природи

Прихована взаємодія, що може змінити уявлення про фізику

Фізика базується на чотирьох відомих силах – гравітації, електромагнетизмі, слабкій ядерній взаємодії та сильній ядерній взаємодії. Нове дослідження вчених із Німеччини, Швейцарії та Австралії натякає на існування ще однієї сили – п’ятої. Вони припускають, що ця нова взаємодія може працювати всередині атомів, а саме між електронами та нейтронами. Ми весь цей час не знали про неї, бо її надто важко зафіксувати звичайними засобами, повідомляє 24 Канал з посиланням на Physical Review Letters.

Хоча Стандартна модель фізики досі ефективно пояснює більшість явищ, вона залишає без відповіді чимало запитань. Наприклад, вона не може пояснити темну матерію або чому після Великого вибуху домінує звичайна матерія. Крім того, ми досі не маємо узгодженої квантової теорії для гравітації. Це створює передумови для введення нових полів і частинок, які могли б допомогти заповнити ці прогалини.

Гіпотетичний носій нової взаємодії – частинка Юкави – може впливати на внутрішні зв’язки в атомному ядрі й навіть на поведінку електронів. Щоб виявити потенційний ефект цієї сили, дослідники вивчали атомні переходи у п’яти ізотопах кальцію з різною кількістю нейтронів та у двох зарядових станах.

Коли електрон отримує достатньо енергії, він здатен змінювати орбіту навколо ядра – цей процес називають атомним переходом. Час, за який відбувається цей перехід, залежить від особливостей ядра, і саме це використали науковці для пошуку аномалій. Вони побудували графік Кінга, який передбачає залежності, що повинні збігатися з прогнозами Стандартної моделі. Відхилення від неї можуть сигналізувати про додаткову силу.

Результати вимірювань виявили незначні розбіжності, які не пояснюються відомими фізичними законами. Ці відхилення теоретично можуть бути пов’язані з впливом нової сили, яку переносить частинка масою від 10 до 10 мільйонів електрон-вольт.

Хоча отримані дані ще не є прямим доказом існування п’ятої сили, дослідники змогли значно звузити діапазон, у якому її варто шукати. Подальші експерименти та точніші обчислення допоможуть з’ясувати, чи зафіксовані аномалії пов’язані з новою фізикою, чи це просто похибка вимірювань.