Физики заявили о возможном открытии пятой фундаментальной силы

  Дата публикации: 24 Август 2016 l автор:

silaУченые из Калифорнийского университета заявили об открытии ранее неизвестных элементарных частиц, которые могут свидетельствовать о наличии пятой силы фундаментального взаимодействия.

Если их выводы подтвердятся, то это будет означать революцию в физике. Десятки лет человечество знало о четырех фундаментальных силах —гравитации, электромагнетизме, сильных и слабых атомных взаимодействиях. Пятая сила полностью меняет представление о Вселенной, что может привести к объединению сил и темной материи, пишет Phys.org.

Физики из Калифорнии, сделавшие открытие, отталкивались от исследования венгенрских экспериментальных физиков, изучавших «темные фотоны» —частицы, предвещающие невидимую темную материю, которая составляет до 85% массы Вселенной. Они открыли аномалию радиоактивного разложения, которая указывает на существование частиц света тяжелее электронов в 30 раз, но не могли утверждать, что открыли новую силу.

На основе этого и других исследований ученые предложили новую теорию, которая синтезирует все существующие данные и подтверждает наличие пятой фундаментальной силы. По словам физиков, эти частицы света могут быть не фотонами, а «протофотонным X-бозоном», влияющим только на электроны и нейтроны на крайне ограниченном расстоянии.

Ранее ученые из Венгрии находили намеки на существование физики за пределами Стандартной модели устройства микромира. Они открыли свидетельства наличия не четырех, а пяти фундаментальных сил природы, сообщает новостная служба журнала Nature.

В конце прошлого года Атилла Краснахоркаи (Attila Krasznahorkay) из Института ядерной физики Венгерской академии наук в Дебрецене и его коллеги опубликовали статью, в которой они рассказали о необычных результатах наблюдений за тем, что происходит при переходе атома бериллия-8 из возбужденного в нормальное состояние при синтезе бериллия во время бомбардировки листа лития протонами.

Как рассказывают ученые, при определенных обстоятельствах этот процесс приводит к рождению не фотонов, а пар электрон-позитрон, своеобразных нестабильных мини-атомов из частиц материи и антиматерии. Сам по себе этот факт не является необычным – такие процессы происходят в природе и в космосе регулярно. Удивительным было то, как происходило рождение этих частиц.

Поставить электроны в угол

Стандартная модель физики предсказывает, что частота появления подобных пар будет сильно зависеть от того, под какими углами будут разлетаться формирующиеся электроны и позитроны – чем больше этот угол, тем меньше должно возникать «атомов» позитрония, как называют такие конструкции ученые.

К большой неожиданности Краснахоркаи и его коллег, происходило нечто иное – когда угол разлета приближался к отметке в 140 градусов, число электрон-позитронных пар резко вырастало. Это указало на то, что в данном процессе замешаны некие частицы или силы, выходящие за пределы Стандартной модели.

Как полагают венгерские физики, подобное поведение бериллия-8 связано с тем, что его ядра во время их формирования в листе лития испускают особый сверхлегкий бозон, частицу-переносчик одного из четырех фундаментальных взаимодействий, который распадается на электрон и позитрон.

Краснахоркаи полагает, что данная частица, чья масса составляет примерно 17 МэВ (мегаэлектронвольт), является так называемым «темным фотоном» – переносчиком электромагнитных взаимодействий, способных влиять на поведение частиц темной материи.

Протонофобия

Подобные заявления и результаты экспериментов привлекли внимание теоретиков из университета Калифорнии в Ирвине (США), которые считают, что команде Краснахоркаи удалось открыть нечто большее – пятую фундаментальную силу, которая воздействует на материю наравне с гравитацией, электромагнетизмом, слабыми и сильными ядерными силами.

Ее переносчиком является та частица, которую открыли венгерские физики – калифорнийские ученые предлагают назвать ее «протонофобным Х-бозоном». Подобное название объясняется тем, что они полагают, что данная частица взаимодействует не с протонами и электронами, как обычные фотоны и их «темные» собратья, а с электронами и нейтронами.

Другие ученые не согласны с подобной интерпретацией результатов Краснахоркаи и его коллег. Опрошенные Nature физики считают, что подобное поведение маловероятно, хотя в принципе и возможно, а другие советуют дождаться повторной проверки экспериментов венгерских физиков, которую проведет коллаборация DarkLight в ближайший год.

«В исходной экспериментальной работе, на которой основаны эти теоретические построения, говорится о том, что наблюдения за переходами между возбужденными состояниями атома бериллия-8 дают результаты, расходящиеся с нынешним теоретическим описанием. Всяческие отклонения в ядерной физике возникают регулярно, поскольку адекватно сосчитать спектр возбуждений ядер, путь даже легких, крайне тяжело», — прокомментировал исследование Игорь Иванов, известный российский физик и популяризатор науки.

Как пишет Иванов, схожие необъяснимые всплески и аномалии находили и раньше в ходе наблюдений за поведением нейтрино и в ходе экспериментов на БАК, которые впоследствии «рассасывались» по мере накопления данных и повышения точности детекторов.
«Поэтому и в этом случае это практически гарантированно плохо описываемый эффект ядерной физики. Ну а теоретическая статья, по которой написана заметка в Nature News, это просто стандартная для теоретиков работа — предположим, что отклонение реально, и поспекулируем на тему, какая это могла бы быть «новая физика».

Они имеют на это право», — заключает ученый.

Источник

Рекламный блок

Прокомментировать

Вы должны быть авторизованы для комментирования.