Многие знают, что физика основывается на 4 силах, которые управляют всеми процессами в нашей Вселенной, начиная от производства тепла Солнцем и заканчивая тем, как работает ваш ноутбук. Имена этих сил - электромагнетизм, гравитация, слабое и сильное ядерные взаимодействия. Но новые исследования, возможно, обнаружили пятую, неизвестную силу. Ученые из Института ядерных исследований Венгерской Академии наук опубликовали результаты, показывающие, что может быть примером работы этой пятой силы.
Вторая попытка эксперимента
Три из четырех известных фундаментальных сил содержат бозоны, которые управляют их притягивающими и отталкивающими силами, гравитация теоретически контролируется гипотетической частицей, названной гравитоном, но ученым еще предстоит обнаружить и наблюдать ее.
Новый бозон нельзя было принять за один из его существующих аналогов, так как он имеет особенно отличительную массу – 17 мегаэлектронвольт (или примерно в 33 раза больше электрона).
X17
Ученые внимательно наблюдали за тем, как возбужденный атом гелия при распаде испускает свет. Частицы раскалывались под необычным углом -115 градусов, - что никак нельзя было объяснить известными законами физики. Ведущий ученый исследования Аттила Краснахоркей сказал, что это уже второй раз, когда команда обнаружила новую частицу, которую они назвали X17, потому что они рассчитали ее массу на 17 мегаэлектронвольтах.
"X17 может быть той частицей, которая соединяет наш видимый мир с темной материей", - говорят ученые.
Есть у этого исследования свои давние поклонники. Так, Джонатан Фенг, профессор физики и астрономии в Калифорнийском университете в Ирвине, сказал, что он следил за работой венгерской команды в течение многих лет и считает, что это открытие можно было сделать и раньше.
Венгерские ученые основываются на результатах 2016 года
Три года назад венгерские ученые опубликовали аналогичную статью в Physical Review Letters, одном из самых престижных журналов по физике. Экспериментальная группа по ядерной физике изучала другой изотоп, бериллий-8, поскольку он распадается до основного состояния. Они видели, как электроны и позитроны отделяются от атома под необычными углами. Эти находки, которые показали частицы, отрывающиеся от бериллия-8 под углом около 140 градусов, были странными и новыми.
"Мы ввели такую новую частицу, которую никто не видел раньше, и чье существование не могло быть объяснено общепринятой стандартной моделью физики частиц. Поэтому мы подвергли ее проверке", - говорит Краснахоркей.
Выводы команды Краснахоркея сначала не привлекли особого внимания, но они изрядно удивили Фенга.
Физики из Калифорнии разработали теорию, объясняющую необычные результаты
Это исследование может изменить физику, какой мы ее знаем, или же это может быть просто грубая лабораторная ошибка.
"Кое-кто признавал, что просто ошибся", - сказал Фенг. "Но я верил, что венгры на самом деле "раскопали" что-то стоящее".
Его исследовательская группа опубликовала статью о работе венгров в 2016 году, изложив свою теорию, о том, что же нашла команда Краснахоркея.
Они назвали эту невидимую пятую силу "протофобической силой", имея в виду, что частицы как бы "боятся протонов".
Между тем, физики-ядерщики по всему миру приступили к работе в поисках ошибок в работе венгров, но за несколько лет так и не смогли найти ни одного серьезного просчета.
"Многие всемирно известные физики-ядерщики не раз повторяли опыт венгров", - сказал Фенг.
Его собственная команда сравнила венгерские эксперименты "с остальными подобными опытами, которые были сделаны в истории физики."Единственный способ объяснить явление "Х17" - это признать, что была обнаружена "пятая сила".
Полученные результаты указывают на Святой Грааль физики
Чтобы продвинуть свою революционную идею 2016 года, венгры должны были повторить результаты снова.
Фенг говорит, что, если исключить экспериментальную ошибку, есть лишь один шанс из триллиона, что результаты были вызваны чем-то другим, кроме частицы X17 и этой новой пятой силы.
Он добавил, что если бы другая исследовательская группа могла повторить эти результаты с третьим типом атома в дополнение к бериллию и гелию, "это сняло бы все вопросы".
Экспериментально исследовательские команды, готовые к открытиям, уже связались с ним для совместной работы.
Более детальные наблюдения "пятой силы" могли бы привести ученых к тому, что они более глубоко изучат механику работы, разработают практические приложения для того, чтобы использовать силу, ну и, конечно, придумают ей название.
"Они подводят нас ближе к тому, что считается Святым Граалем в физике, который всю жизнь искал Альберт Эйнштейн. Физики надеются создать "единую теорию поля", которая бы связно объяснила все космические силы от образования галактик до причуд кварков. Но Вселенная не так легко раскрывает свои секреты. Нет никакой причины останавливаться на пятой силе, - сказал Фенг. - Вполне возможно, что во Матушка-Природа подготовила для нас шесть, семь и даже восемь сил".
