Крошечная, невидимая сила может полностью изменить наше понимание Вселенной — если эта материя действительно существует. Физики-теоретики из института Ирвина говорят, что они нашли доказательства пятой фундаментальной силы природы, находящейся в частице, которая до сих пор оставалась совершенно незамеченной.
Если результаты этой гипотезы подтвердят другие независимые исследователи, то элемент бозон может заставить ученых изменить взгляд на стандартную модель физики частиц. «Если это так, это открытие станет действительно прорывом в отношении конечной теории физики частиц», — сказал соавтор исследования, физик-теоретик Тимоти Тейт.
Существуют четыре известные ученым силы, которые регулируют взаимодействие материи: гравитация, электромагнетизм, сильные и слабые ядерные силы. Энергия, подобная гравитации, создает Вселенную в огромных масштабах скоплений галактик. Сильные и слабые ядерные частицы проявляют себя в микро-взаимодействиях между субатомными частицами. Вместе эти четыре силы управляют взаимодействием всех тел во Вселенной.
Однако исследователи из института Ирвина утверждают, что нашли доказательства существования пятой силы, однажды перенесенной частицей, которая названа бозон Х. Эта сила чем-то подобна электромагнетизму, за исключением случаев, когда это явление воздействует на электроны и протоны, игнорируя нейтроны. Она работает между электронами и нейтронами, игнорируя протоны.
Эта идея возникла у ученых благодаря статье венгерских исследователей, которые искали «темный фотон» — силовой носитель для темной материи и обнаружили странный сигнал. Может быть, это новая частица? Анализируя работу коллег и некоторые другие эксперименты, исследователи института Ирвина исключили объяснение «темного фотона», но пришли к выводу, что сигнал мог быть вызван до сих пор не описанным элементом — бозоном.
Ученые описали эту частицу и раскрыли идею, показывая, как она с небольшим окружением дополнительных новых частиц может быть вписана в стандартную модель. «Если это явление реально, его нужно изучать подробно», — сказал Дэвид Маккин, физик-теоретик из Вашингтонского университета, который не участвовал в исследовании.
Стандартная модель, часто представляемая как скромный 17-квадратный график, описывает фундаментальные субатомные частицы, которые являются строительными блоками всей материи. В нем описываются твердые частицы, такие как электроны и протоны, и более экзотические — мюонные нейтрино, глюоны и кварки, все в терминах трех идентифицирующих характеристик: массы, заряда и вращения.
Если исследователи разработали метафорическую карту известной нам Вселенной, то стандартная модель была бы ее цветной легендой в углу — ключом, который позволяет понять физический мир, от самого маленького до самого большого объекта. И ученые прилагают все усилия, чтобы сделать это.
Так происходит потому, что, как это ни странно, стандартная модель не может описать все явления во Вселенной; на самом деле, она едва может описать лишь крошечную ее часть. Например, стандартная модель не может объяснить существование темной материи, которая вообще не взаимодействует с нормальной материей, но может лепить космическую паутину кластеров галактик с массивным гравитационным воздействием. Эта модель не объясняет, почему темная энергия заставляет Вселенную расширяться все быстрее.
Надо заметить, что темная материя составляет почти 27% от массовой энергии Вселенной, а темная энергия — более 68%. Нормальная материя, которая может быть довольно точно описана с помощью стандартной модели, составляет менее 5 процентов от общей суммы.
Тейт заявляет, что их открытие может стать прорывом для создания модели, которая более точно описывает Вселенную. Это также могло бы помочь демистифицировать таинственные явления, в частности, темную материю. Например, в то время как она реагирует на гравитацию в больших масштабах (так же, как нормальная материя), ученые не знают, в какой степени она может взаимодействовать с собой в меньших масштабах. Бозон мог бы дать ответ на все эти вопросы.
Однако исследователь МакКин более осторожен в прогнозах и добавляет, что другие группы ученых, которые ищут эту частицу, должны выполнить очень много работы, прежде чем делать какие-либо серьезные выводы о том, существует ли эта сила и какую роль она имеет в объяснении таинственных явлений и темной материи. «Не очевидно, что это исследование поможет нам с другими нерешенными проблемами. Однако я думаю, что этот вопрос нужно изучать, и тогда люди поймут, существует пятая сила в природе или нет», — сказал он.
(При использовании материалов islamisemya.com гиперссылка на сайт обязательна!)
