Универзумом управљају четири основне силе: гравитација, електромагнетизам и јаке и слабе нуклеарне силе. Ове силе покрећу кретање и понашање свега што видимо око нас. Барем тако мислимо. Али у последњих неколико година све је више доказа о петој фундаменталној сили. Ново истраживање није открило ову пету силу, али показује да још увек у потпуности не разумемо ове космичке силе.
Темељне силе су део стандардног модела физике честица. Овај модел описује све различите квантне честице које посматрамо, као што су електрони, протони, антиматерија и слично. Кваркови, неутрини и Хигсов бозон сви су део модела.
Израз "сила" у моделу је помало погрешан назив. У стандардном моделу свака сила је резултат врсте носача бозона. Фотони су носач бозона електромагнетизма. Глуони су носећи бозони за јаке, а бозони познати као В и З су за слабе. Гравитација технички није део стандардног модела, али претпоставља се да квантна гравитација има бозон познат као гравитон. Још увек не разумемо квантну гравитацију, али једна је идеја да се гравитација може ујединити са стандардним моделом како би се произвела велика обједињена теорија (ГУТ).
Свака честица коју смо икада открили дио је стандардног модела. Понашање ових честица одговара моделу изузетно тачно. Тражили смо честице изван стандардног модела, али до сада их никада нисмо пронашли. Стандардни модел је тријумф научног разумевања. То је врхунац квантне физике.
Али почели смо да учимо да има озбиљних проблема.
За почетак, сада знамо да се стандардни модел не може комбиновати са гравитацијом на начин на који смо мислили. У стандардном моделу, основне силе се „обједињују“ на вишим нивоима енергије. Електромагнетизам и слаби се комбинују у електро-слабу, а електро-слабљење се уједињује са јаким и постаје електро-нуклеарна сила. При екстремно великим енергијама треба да се уједине електронуклеарне и гравитационе силе. Експерименти у физици честица показали су да се енергије обједињавања не подударају.
Проблематичније је питање тамне материје. Тамној материји је прво предложено да објасни зашто се звезде и гас на спољњем рубу галаксије крећу брже него што је гравитацијом предвиђало. Или је наша теорија гравитације некако погрешна, или мора постојати нека невидљива (мрачна) маса у галаксијама. Током последњих педесет година, докази о тамној материји постали су заиста снажни. Приметили смо како тамна материја кластерира галаксије заједно, како је она распоређена унутар одређених галаксија и како се понаша. Знамо да то не утиче снажно на редовну материју или на саму себе, и чини већину масе у већини галаксија.
Али у стандардном моделу не постоји ниједна честица која би могла да сачињава тамну материју. Могуће је да би се тамна материја могла направити од нечега попут малих црних рупа, али астрономски подаци не подржавају баш ту идеју. Тамна материја је највероватније направљена од неке још неоткривене честице, као што стандардни модел не предвиђа.
Тада је тамна енергија. Детаљна запажања удаљених галаксија показују да се свемир шири све већом брзином. Чини се да нека енергија покреће овај процес, а ми не разумемо како. То би могло бити да је ово убрзање резултат структуре простора и времена, својеврсне космолошке константе због које се универзум шири. Могло би се десити да то покреће нека нова сила коју тек треба открити. Шта год да је тамна енергија, она чини више од две трећине универзума.
Све ово указује на чињеницу да је стандардни модел у најбољем случају непотпун. Постоје ствари које нам битно недостају у начину на који функционише универзум. Много идеја је предложено да се поправи стандардни модел, од суперсиметрије до још неоткривених кваркова, али једна идеја је да постоји пета фундаментална сила. Ова сила би имала своје бонове-носаче, као и нове честице изван оних које смо открили.
Ова пета сила би такође деловала на честице које смо приметили на суптилне начине који су у супротности са стандардним моделом. Ово нас доводи до новог рада који тврди да има доказе о таквој интеракцији.
У раду се анализира аномалија при распадању језгара хелијума-4 и гради се на ранијој студији распада берилијума-8. Берилијум-8 има нестабилно језгро које се распада на два језгра хелијума-4. У 2016. години тим је открио да пропадање берилијума-8 изгледа да мало крши стандардни модел. Кад су језгра у побуђеном стању, она може да емитује пар електрона-позитрона док пропада. Број парова посматраних под већим угловима већи је него што предвиђа стандардни модел, а познат је као Атомки аномалија.
Постоји много могућих објашњења за аномалију, укључујући и грешку експеримента, али једно је објашњење да је то узроковао бозон тимом названим Кс17. Био би то носач бозона за (још непознату) пету основну силу, масе 17 МеВ. У новом раду, тим је пронашао слично одступање у распаду хелијума-4. Честица Кс17 такође може да објасни ову аномалију.
Иако ово звучи узбудљиво, постоји разлог да будемо опрезни. Када погледате детаље новог папира, постоји мало чудних промена података. У основи, тим претпоставља да је Кс17 тачан и показује да се подаци могу направити у складу са њиховим моделом. Показује то модел моћи објасните да аномалије нису исто што и доказивање вашег модела чини објаснити аномалије Могућа су и друга објашњења. Да Кс17 постоји, то смо требали видети и у другим експериментима са честицама, а нисмо. Докази за ову „пету силу“ су заиста слаби.
Пета сила је могла постојати, али је још нисмо пронашли. Оно што знамо је да се стандардни модел не уклапа у потпуности, а то значи да се чекају да се нађу нека веома занимљива открића.
Извор: Нови докази који подржавају постојање хипотетичке честице Кс17, аутора Красзнахоркаи, А. Ј., ет ал.
Извор: Посматрање аномалног стварања унутрашњег пара у слици 8: Могућа индикација светлосног, неутралног бозона, од стране Красзнахоркаи, А. Ј., ет ал.
