Prawdopodobnie odkryto piąte oddziaływanie

Najnowsze wyniki badań wskazują na prawdopodobne odkrycie nieznanej wcześniej subatomej cząstki, która może być dowodem istnienia piątej podstawowej siły natury. Tak wynika przynajmniej z pracy opublikowanej w czasopiśmie Physical Review Letters przez fizyków teoretycznych z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine.

– Jeśli to prawda, to jest to rewolucja – powiedział Jonathan Feng, profesor fizyki i astronomii. – Przez dziesięciolecia, znamy cztery podstawowych siły: grawitację, elektromagnetyzm, oddziaływania mocne i słabe. Jeśli potwierdzą to dalsze eksperymenty, to odkrycie ewentualnego piątego oddziaływania całkowicie zmieni nasze rozumienie wszechświata, z konsekwencjami dla zjednoczenie sił i ciemnej materii. ”

Fizycy z natknęli się na badania z 2015 roku wykonane przez fizyków jądrowych z Węgierskiej Akademii Nauk, którzy szukali „ciemnych fotonów” – cząstek należących do świata cimnej, niewidzialnej materii, o której fizycy mówią, że stanowi około 85 procent masy Wszechświata. Prace Węgrów ujawniły anomalię w rozpadzie radioaktywnym, która wskazuje na istnienie lekkiej cząstki, zaledwie 30 razy cięższej od elektronu.

– Eksperymentatorzy nie wpadli na to, że może to być cząstka-nośnik nowego oddziaływania – powiedział J. Feng. – Zobaczyli po prostu mnóstwo zjawisk, które wskazywały na nową cząstkę, ale to nie było dla nich jasne, czy był to zwykłą cząstka materii czy cząstka przenosząca oddziaływanie.

Grupa z Uniwersytetu Kalifornijskiego przstudiowała dane węgierskich naukowców, jak również wszelkie inne dotychczasowe doświadczenia w tej dziedzinie i pokazała, że istnieją silnie dowody, które wykluczają, że mamy do czynienia ze zwykłą cząstką materii albo z ciemnym fotonem. Zaproponowali nową teorię, która łączy w logiczną całość wszystkie dane i stwierdza, że ​​odkrycie może wskazywać na piąte oddziaływanie podstawowe. Ich wstępna analiza została opublikowana pod koniec kwietnia na publicznym serwerze arXiv, a następny artykuł, który jeszcze bardziej wzmacnia wnioski z pierwszej pracy, został wydany piątek na tej samej stronie internetowej.

UCI praca pokazuje, że zamiast być ciemny foton, cząstka może być „protofobicznym bozonem X”. Podczas gdy normalna siła elektryczna działa między elektronami i protonami, ten nowoodkryty bozon oddziaływuje tylko z elektronami i neutronami – i to bardzo ograniczonym zakresie. Analiza, której współautorem jest Timothy Tait, profesor fizyki i astronomii, powiedział, że „Nie ma innego bozonu, który miałby takie same właściwości. Czasami też po prostu nazywamy go bozonem X, gdzie X oznacza nieznane.”

Feng zauważyć, że kluczowe są dalsze eksperymenty kluczowe. – Cząstka nie jest bardzo ciężki, a laboratoria potrafiły wytwarzać energie potrzebne do jej badań od lat pięćdziesiątych i sześćdzisiątych – powiedział. – Ale trudno jest te cząstki znaleźć bo ich oddziaływania są bardzo słabe. To powiedziawszy, ponieważ nowa cząstka jest tak lekki, istnieje wiele grup eksperymentalnych pracujących w małych laboratoriach na całym świecie, który może obserwować aż początkowych żądań, teraz wiedzą, gdzie szukać. ”

Podobnie jak wiele przełomów naukowych, ten również otwiera zupełnie nowe obszary badań.

Jeden kierunek, który intryguje Fenga to możliwość, że ta potencjalna piąta siłą może połączyć się z oddziaływaniami elektromagnetycznymi, silnymi i słabymi w jedną będącą przejawem bardziej fundamentalnego oddziaływania.

Powołując się na model standardowy, Feng spekuluje, że może istnieć również oddzielny ‚ciemny’ obszar złożony z własnej materii i sił. – Jest możliwe, że obszar ten oddziaływują z naszym światem w sposób nieco zawoalowany, ale za pomocą oddziaływania fundamentalnego – powiedział. – To oddziaływanie może włąśnie objawiać się jako ten protofobiczny bozon, który zobaczyliśmy w wyniku eksperymentu węgierskich badaczy.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz