Ученые утверждают, что приблизились к открытию пятой природной стихии. В ходе экспериментов они пришли к выводу, что субатомные частицы, известные как мюоны, действуют не так, как объясняет современная теория атомной физики.
Ученые предполагают, что на них влияет пятая естественная сила.
Чтобы подтвердить эти выводы нужно больше данных, но если они подтвердятся, это станет настоящей революцией в физике.
Все силы природы, с которыми мы сталкиваемся ежедневно, можно свести к четырем главным: гравитация, электромагнетизм, сильное и слабое взаимодействие. Эти четыре базовые силы определяют, как взаимодействуют все тела и части во Вселенной. К примеру, гравитация заставляет тела падать на землю, с которой они не могут сдвинуться без приложения другой силы.
Исследования происходили в Чикаго с помощью ускорителя частиц Fermilab. Впервые команда, проводившая исследование, допустила возможность существования пятой силы еще в 2021 году.
С тех пор ученым удалось собрать больше данных, а также сузить количество факторов неопределенности до одного или двух, говорит старший исследователь Fermilab Брендан Кейси.
“Мы действительно зашли на новую территорию. Точность наших измерений выше, чем когда-либо”, – заявил ученый.
Эксперимент под названием g-2 заключался в том, что ученые ускоряли движение субатомных частиц, мюонов почти до скорости света. В ходе этого эксперимента ученые увидели, что они ведут себя не так, как можно ожидать согласно классической теории Стандартной модели физики элементарных частиц. Следовательно, они предположили, что на мюоны может действовать новая, до сих пор неизвестная пятая сила.
Несмотря на то, что доказательства этого достаточно серьезные, окончательной уверенности у ученых пока нет.
В американском исследовательском центре надеялись, что через два года получат достаточно доказательств, а теоретические погрешности удастся сузить. Но пока этого не произошло, а команда из европейского Большого адронного коллайдера надеется, что получит результаты в подобном исследовании первой.
Британский ученый Митеш Пател, один из тысяч физиков, работающих с Большим адронным коллайдером, рассказал BBC, что в случае, если исследователям удастся определить и доказать пробелы в Стандартной модели, это будет настоящей революцией в физике.
“Измерить поведение частиц, не соответствующее Стандартной модели, является священным Граалем физики элементарных частиц. Это будет означать настоящую революцию в этой области, ведь модель, которая нам известна сейчас, выдержала экспериментальное подтверждение более 50 лет”.
Ученые, работающие с европейским Большим андронным коллайдером, также близки к тому, чтобы выяснить причины неувязок в Стандартной модели.
Так что такое Стандартная модель, и почему результаты не соответствующих ей опытов настолько важны?
В мире вокруг нас все состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из меньших долей. Их взаимодействие определяется четырьмя силами природы – электромагнетизмом, гравитацией и двумя ядерными силами.
Стандартная модель описывает, как взаимодействуют элементарные частицы. И на протяжении полувека ошибок в системе не было.
Мюоны, подобно электронам, двигаются вокруг ядра адома, но имеют в 200 раз большую массу.
В эксперименте с помощью сверхпроводящих магнитов ученые заставили мюоны колебаться.
Оказалось, что частота колебаний мюонов была больше, чем это предполагает стандартная модель в физике элементарных частиц.
“Мы считаем, что это может быть другая сила, о которой мы до сих пор не знали. Это что-то другое, что-то, что мы называем пятым элементом”, – рассказал ВВС профессор Грациано Венанзони из Университета Ливерпуля.
“Это что-то другое, что-то неизвестное до сих пор, но очень важное, ведь оно рассказывает нам что-то новое о Вселенной”, – говорит ученый.
Так что если такие выводы подтвердятся, это будет самым большим научным прорывом со времен открытия теории относительности Эйнштейна.
Впрочем, и до этого исследователи уже говорили о “физике за пределами Стандартной модели”, поскольку нынешние теории не могут объяснить многое в космосе, за которыми наблюдают астрономы.
В частности, речь идет о том, что после создавшего Вселенную Большого взрыва галактики продолжают удаляться друг от друга с ускорением, а не с замедлением. Ученые считают, что движущей силой здесь пятая сила, которую называют темной энергией.
Кроме того, галактики закручиваются быстрее, чем можно было ожидать, в зависимости от наших представлений о том, сколько у них материи. Так может происходить из-за темной материи, считают ученые, и это снова не укладывается в стандартную модель.
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.