На порозі революції в сучасній фізиці: вчені наблизилися до відкриття п'ятої сили природи

Учені з Національної прискорювальної лабораторії ім. Фермі, США (або просто Фермілаб), представили результати нового дослідження у виданні Journal Physical Review Letters. Фізики вважають, що наблизилися до відкриття п'ятої сили природи, адже вони виявили, що поведінка таких частинок, як мюони не збігається з передбаченнями Стандартної моделі фізики елементарних частинок, пише BBC.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Головні сили Всесвіту

Наразі відомо, що на поведінку всіх елементарних частинок і всіх відомих об'єктів у Всесвіті впливає чотири головні сили природи:

• електромагнітна взаємодія;
• гравітаційна взаємодія;
• сильна взаємодія;
• слабка взаємодія.

Усі ці сили керують взаємодією між елементарними частинками та об'єктами. Учені давно вважають, що має існувати п'ята сила природи, яка ще невідома науці. Поведінку всіх частинок пророкує Стандартна модель фізики елементарних частинок, і впродовж 50 років учені знали, що нічого не виходить за межі цих передбачень.

Новий експеримент

Під час нового експерименту з такими елементарними частинками, як мюони, які схожі на електрони, але мають у 200 разів більшу масу, вчені прискорили ці частинки майже до швидкості світла. Результати показали, що мюони можуть поводитися не так, як передбачає Стандартна модель. Це означає, що на них впливає ще невідома фундаментальна сила.

Під час експерименту фізики змусили мюони коливатися за допомогою потужних надпровідних магнітів. І виявилося, що вони коливаються набагато швидше, ніж повинні це робити. Для підтвердження отриманих результатів потрібні додаткові дослідження, але якщо ці дані будуть підтверджені, то це зробить справжню революцію в сучасній фізиці.

Ще два роки тому вчені з Фермілаб уперше заявили про те, що вони близькі до відкриття п'ятої сили природи і відтоді шукали нові докази. За допомогою нових даних вони зменшили невизначеність у попередніх розрахунках у 2 рази та все ж немає поки що повної впевненості в тому, що саме відбувається з мюонами.

Науковий прорив

Якщо вчені найближчим часом зможуть підтвердити свої нові висновки, тобто вони доведуть існування п'ятої фундаментальної сили, то це буде найбільшим науковим проривом з часів появи загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна.

П'ята взаємодія, яку продовжують шукати фізики, не є частиною Стандартної моделі фізики елементарних частинки, а також вона не пояснює наявність інших елементарних частинок, які пов'язані з цією силою. Тобто підтвердження існування цієї взаємодії змусить переглянути всі наявні знання про будову Всесвіту, адже тоді можна буде говорити про те, що існує й інша фізика.

Невідома фізика

Те, що вона існує, вчені й так підозрюють, адже сучасні теорії не можуть пояснити деякі явища, які спостерігають науковці в космосі. Наприклад, досі не зрозуміло, що з себе представляє така сила, як темна енергія, яка змушує космос розширюватися з прискоренням. Також незрозуміло, що з себе представляє темна матерія, яка становить переважну частину маси всіх галактик і з яких частинок складається ця темна матерія.

Фокус уже писав про те, що вчені знайшли підтвердження однієї з теорій про те, як з'явилися найперші надмасивні чорні діри у Всесвіті.