Fizikai kurį laiką suprato, kad visus žinomus Visatos reiškinius valdo keturios pagrindinės jėgos. Tai apima silpną branduolinę jėgą, stiprią branduolinę jėgą, elektromagnetizmą ir gravitaciją. Nors visos trys pirmosios jėgos yra standartinio dalelių fizikos modelio dalis ir jas galima paaiškinti kvantine mechanika, mūsų sunkio supratimas priklauso nuo Einšteino reliatyvumo teorijos.
Suprasti, kaip šios keturios jėgos dera tarpusavyje, buvo dešimtmečių teorinės fizikos tikslas, o tai savo ruožtu paskatino kurti daugybę teorijų, bandančių jas suderinti (t. Y. „Super stygų teorija“, „Quantum Gravity“, „Grand Unified Theory“ ir kt.). Tačiau jų pastangos gali būti sudėtingos (arba padėjo) dėl naujų tyrimų, kurie rodo, kad darbe gali būti tik penktoji jėga.
Dokumente, kuris neseniai buvo paskelbtas žurnale Fizinės apžvalgos raštai, tyrimų komanda iš Kalifornijos universiteto, Irvine'as paaiškina, kaip naujausi dalelių fizikos eksperimentai galėjo duoti įrodymų apie naujo tipo bozoną. Šis bozonas, matyt, nesielgia taip, kaip elgiasi kiti bozonai, ir tai gali būti požymis, kad ten yra dar viena gamtos jėga, reguliuojanti esminę sąveiką.
Kaip sakė UCI fizikos ir astronomijos profesorius Jonathanas Fengas ir vienas iš pagrindinių autorių, rašytų popieriuje:
„Jei tiesa, tai revoliucinga. Ištisus dešimtmečius mes žinome apie keturias pagrindines jėgas: gravitaciją, elektromagnetizmą ir stipriąsias bei silpnąsias branduolines jėgas. Jei tai patvirtintų tolesni eksperimentai, šis galimos penktosios jėgos atradimas visiškai pakeistų mūsų supratimą apie visatą ir sukeltų padarinių jėgų ir tamsiosios materijos suvienijimui. “
Pastangos, paskatinusios šį galimą atradimą, prasidėjo dar 2015 m., Kai UCI komanda susidūrė su eksperimentinių branduolinių fizikų grupės iš Vengrijos mokslų akademijos branduolinių tyrimų instituto tyrimu. Tuomet šie fizikai ieškojo radioaktyvaus skilimo anomalijos, kuri užsiminė apie šviesos dalelės, kuri buvo 30 kartų sunkesnė už elektroną, egzistavimą.
Pagrindiniame tyrime Attila Krasznahorka ir jo kolegos savo tyrime apibūdinančiame dokumente teigė, kad tai, ką jie stebėjo, gali būti „tamsiųjų fotonų“ sukūrimas. Trumpai tariant, jie tikėjo, kad pagaliau galėjo rasti „Dark Matter“ - paslaptingos, nematomos masės, sudarančios apie 85% Visatos masės, įrodymų.
Į šią ataskaitą tuo metu buvo labai atsižvelgiama, tačiau platus dėmesys sulaukė šių metų pradžioje, kai prof. Feng ir jo tyrimų komanda ją rado ir pradėjo vertinti jos išvadas. Tačiau ištyrę vengrų grupių rezultatus ir palyginę juos su ankstesniais eksperimentais, jie padarė išvadą, kad eksperimentiniai įrodymai nepatvirtina tamsiųjų fotonų egzistavimo.
Vietoj to, jie pasiūlė, kad atradimas galėtų nurodyti galimą penktosios pagrindinės gamtos jėgos buvimą. Šios išvados buvo paskelbtos „arXiv“ balandžio mėn., O vėliau buvo parengtas dokumentas „Dalelių fizikos modeliai 17 meV įtampos anomalijai berilio branduoliniame skyriuje“, kuris buvo išspausdintas PRL šį praėjusį penktadienį.
Iš esmės UCI komanda tvirtina, kad vietoje tamsaus fotono tai, ką galėjo pastebėti Vengrijos tyrimų komanda, buvo anksčiau neatrastas bozono sukūrimas - kurį jie pavadino „protofobiniu X bozonu“. Kiti bozonai sąveikauja su elektronais ir protonais, o šis hipotetinis bozonas sąveikauja tik su elektronais ir neutronais ir tik labai ribotame diapazone.
Manoma, kad ši ribota sąveika yra priežastis, kodėl dalelė iki šiol liko nežinoma ir kodėl prie pavadinimo pridedami būdvardžiai „fotobic“ ir „X“. „Nėra jokio kito mūsų pastebėto bozono, turinčio tą pačią savybę“, - sakė Timothy Tait, UCI fizikos ir astronomijos profesorius ir šio straipsnio bendraautorius. „Kartais mes taip pat vadiname tai„ X bozonu “, kai„ X “reiškia nežinomą“.
Jei tokia dalelė egzistuotų, tyrimų proveržis galėtų būti begalinė. Fengas tikisi, kad jis gali būti sujungtas su kitomis trimis jėgomis, valdančiomis dalelių sąveiką (elektromagnetinės, stipriosios ir silpnosios branduolinės jėgos), kaip didesne, fundamentalesne jėga. Fengas taip pat spėliojo, kad šis galimas atradimas gali parodyti, kad egzistuoja „tamsusis sektorius“ mūsų visatoje, kurį valdo jo paties reikalas ir pajėgos.
„Gali būti, kad šie du sektoriai kalbėsis tarpusavyje ir sąveikaus tarpusavyje šiek tiek paslėptoje, bet esminėje sąveikoje“, - sakė jis. „Ši tamsiosios srities jėga gali pasireikšti kaip tokia protopopinė jėga, kurią matome kaip Vengrijos eksperimento rezultatą. Plačiąja prasme tai tinka su mūsų originaliais tyrimais tamsiosios medžiagos prigimčiai suprasti. “
Jei tai pasitvirtins, tuomet fizikai gali būti labiau linkę išsiaiškinti tamsiosios materijos (o gal net ir tamsiosios energijos), dviejų didžiausių šiuolaikinės astrofizikos paslapčių, egzistavimą. Be to, tai galėtų padėti tyrėjams ieškoti fizikos, neapsiribojant standartiniu modeliu - tam, ko CERN tyrinėtojai buvo susirūpinę nuo pat Higso Bosono atradimo 2012 m.
Bet, kaip pažymi Fengas, mes turime patvirtinti šios dalelės egzistavimą atliekant tolesnius eksperimentus, kol visi sujaudinsime jos padarinius:
„Dalelė nėra labai sunki, ir laboratorijos turėjo energijos, reikalingos jai gaminti nuo 50–60-ųjų. Tačiau sunku buvo rasti priežastį, kad jos sąveika yra labai menka. Atsižvelgiant į tai, kadangi naujoji dalelė yra tokia lengva, visame pasaulyje yra daugybė eksperimentinių grupių, dirbančių mažose laboratorijose, kurios gali sekti pirminius teiginius dabar, kai žino, kur ieškoti. “
Kaip nesenas atvejis, susijęs su CERN - kur LHC komandos buvo priverstos pranešti, kad turi ne atrado dvi naujas daleles - parodo, svarbu neskaičiuoti mūsų viščiukų, kol jie nėra sudygę. Kaip visada, atsargus optimizmas yra geriausias požiūris į galimas naujas išvadas.
