Физики уже давно работают над расширением границ известных законов природы. Сегодня мы знаем четыре фундаментальные силы: гравитацию, электромагнетизм, а также слабое и сильное ядерные взаимодействия. Но новое исследование международной группы ученых дало основания предполагать существование еще одной — неуловимой пятой силы.
Исследование, проведенное учеными из Германии, Швейцарии и Австралии, выявило намеки на взаимодействие, которое не вписывается в стандартную модель физики. Это открытие может радикально изменить наше понимание материи.
В центре внимания исследования — так называемая гипотетическая частица Юкавы, которая, возможно, отвечает за еще не описанное взаимодействие внутри атомных ядер. Ученые провели сверхточные измерения атомных переходов электронов в пяти изотопах кальция.
В определенных ситуациях эти переходы вели себя не так, как того требует стандартная модель. Особенно интересные отклонения были зафиксированы на так называемом графике Кинга, который обычно четко соответствует предсказаниям. Эти расхождения могут быть признаком неизвестной силы, действующей между электронами и нейтронами, отмечает издание Science Alert.
Ученые обратились к анализу микроскопических изменений в энергетических уровнях электронов, возникающих под воздействием ядра атома. В случае существования дополнительной силы, эти переходы несколько изменяются, в зависимости от количества нейтронов. Обнаруженные отклонения были незначительны, но стабильны — а это и есть то, что может указывать на новое физическое взаимодействие. Частица, которая могла бы быть его носителем, имеет массу в диапазоне от 10 до 10 миллионов электронвольт. Это делает ее достаточно сложной для обнаружения в обычных условиях, но не невозможной.
Нынешнее открытие — еще не доказательство, но очень важный шаг в правильном направлении. Исследователи отмечают, что большинство наблюдаемых эффектов можно объяснить известными механизмами, однако остаются детали, которые не вписываются в существующие теории. И именно в этих "несоответствиях" может скрываться намек на новую силу. Они могут помочь решить загадки, которые уже десятилетиями не дают покоя ученым — в частности, природу темной материи или проблему квантовой гравитации.
Ученые планируют углубить исследования с помощью еще более точных приборов и расширенных математических моделей. Их цель — выяснить, действительно ли обнаруженные эффекты вызваны новым взаимодействием, или это все же побочный продукт уже известной физики.
В любом случае результаты эксперимента дают точку отсчета для дальнейших наблюдений и гипотез. Если пятая сила будет доказана, это изменит саму основу физической науки.
Результаты исследования были обнародованы в авторитетном научном журнале Physical Review Letters. Они не только открывают новые горизонты для физики частиц, но и могут иметь практическое значение для будущих технологий. Обнаружение новой силы даст возможность разработать новые способы взаимодействия с материей на фундаментальном уровне.