Физичари су већ неко време разумели да свим познатим појавама у Универзуму управљају четири фундаменталне силе. Они укључују слабу нуклеарну силу, јаку нуклеарну силу, електромагнетизам и гравитацију. Иако су прве три силе део стандардног модела физике честица и могу се објаснити квантном механиком, наше разумевање гравитације зависи од Еинстеинове теорије релативности.
Разумевање како се ове четири силе спајају био је циљ теоријске физике већ деценијама, што је заузврат довело до развоја више теорија које их покушавају помирити (тј. Теорија супер струна, квантна гравитација, велика обједињена теорија итд.). Међутим, њихови напори могу бити компликовани (или помогнути) захваљујући новим истраживањима која сугеришу да би могла постојати само пета сила на послу.
У раду који је недавно објављен у часопису Писма о физичком прегледу, истраживачки тим са Универзитета у Калифорнији, Ирвине објашњавају како су недавни експерименти физике честица могли дати доказе о новој врсти бозона. Очигледно се овај бозон не понаша као што то чине други бозони и може бити показатељ да тамо постоји још једна сила природе која управља темељним интеракцијама.
Како је Јонатхан Фенг, професор физике и астрономије на УЦИ и један од водећих аутора на раду, рекао:
„Ако је тачно, то је револуционарно. Већ деценијама знамо за четири основне силе: гравитацију, електромагнетизам и јаке и слабе нуклеарне силе. Уколико буду потврђени даљим експериментима, ово откриће могуће пете силе у потпуности би променило наше разумевање универзума, са последицама за обједињавање сила и тамне материје. "
Напори који су довели до овог потенцијалног открића започели су 2015. године, када је УЦИ тим наишао на студију групе експерименталних нуклеарних физичара с Института за нуклеарна истраживања Мађарске академије наука. У то време су ови физичари гледали у радиоактивну аномалију распада која је наговештавала постојање светлосне честице која је била 30 пута тежа од електрона.
У раду који описује њихово истраживање, главни истраживач Аттила Красзнахорка и његове колеге тврдили су да би оно што су посматрали могло бити стварање "тамних фотона". Укратко, веровали су да су коначно могли пронаћи доказе о Тамној материји, тајанственој, невидљивој маси која чини око 85% масе Универзума.
Овај извештај је у то време био претежно занемарен, али је широку пажњу привукао почетком ове године када су га пронашли проф. Фенг и његов истраживачки тим и започели са оценом његових закључака. Али након проучавања резултата мађарских тимова и упоређивања са претходним експериментима, закључили су да експериментални докази не подржавају постојање тамних фотона.
Уместо тога, предложили су да откриће може указивати на могуће присуство пете фундаменталне силе природе. Ови налази су објављени у арКсив-у у априлу, након чега је уследио рад под називом „Модели физике честица за 17 МеВ-аномалију у нуклеарном распаду Берилијума“, који је објављен у ПРЛ овог петка.
У основи, УЦИ тим тврди да је уместо тамног фотона оно чему би могао присуствовати мађарски истраживачки тим стварање претходно неоткривеног бозона - који су назвали "протофобични Кс бозон". Док други бозони делују у интеракцији са електронима и протонима, овај хипотетички бозон делује само са електронима и неутронима, и то само у изузетно ограниченом домету.
Сматра се да је ова ограничена интеракција разлог зашто је честица до данас остала непозната и зашто су називима додани придјеви „фотобиб“ и „Кс“. „Не постоји ниједан други бозон за који смо приметили да има исту карактеристику“, рекао је Тимотхи Таит, професор физике и астрономије на УЦИ и коаутор рада. „Понекад га једноставно називамо и„ Кс бозон “, где„ Кс “значи непознато.“
Ако таква честица постоји, могућности за напредак у истраживању могу бити бескрајне. Фенг се нада да би се то могло повезати са три остале силе које управљају интеракцијама честица (електромагнетним, јаким и слабим нуклеарним силама) као већом, фундаменталнијом силом. Фенг је такође нагађао да би ово могуће откриће могло указати на постојање „мрачног сектора“ нашег универзума, којим управља сопствена материја и снаге.
„Могуће је да ова два сектора разговарају једни са другима и међусобно комуницирају кроз помало закрпљене, али фундаменталне интеракције“, рекао је. „Та сила тамног сектора може се показати као та прототопска сила коју видимо као резултат мађарског експеримента. У ширем смислу, уклапа се у наша оригинална истраживања да бисмо разумели природу тамне материје. "
Ако се покаже да је то случај, физичари ће можда бити ближе откривању постојања тамне материје (а можда чак и тамне енергије), две највеће мистерије модерне астрофизике. Шта више, то би могло помоћи истраживачима у потрази за физиком изван стандардног модела - нечим што су истраживачи у ЦЕРН-у били преокупирани још од открића Хиггсовог Босона 2012. године.
Али као што Фенг напомиње, морамо да потврдимо постојање ове честице даљим експериментима пре него што се сви узбудимо због њених импликација:
„Честица није јако тешка и лабораторији су имале потребну енергију да је направе од 50-их и 60-их. Али разлог који је тешко пронаћи је то што су његове интеракције врло слабе. То је речено, с обзиром да је нова честица тако светла, постоји много експерименталних група које раде у малим лабораторијама широм света које могу да прате почетне тврдње, сада када знају где да траже. "
Као недавни случај у коме је учествовао ЦЕРН - где су тимови ЛХЦ-а били присиљени да саопште да их има не открили две нове честице - демонстрира, важно је да наше пилиће не пребројавамо пре пуштања. Као и увек, опрезан оптимизам је најбољи приступ потенцијалним новим открићима.
