Современная физика, опирающаяся на Стандартную модель, описывает четыре фундаментальные силы, которые управляют взаимодействиями в нашей Вселенной: гравитацию, электромагнитное взаимодействие, сильное и слабое ядерные взаимодействия. Эти силы определяют все — от движения планет до структуры атомов. Однако ученые давно подозревают, что за пределами нашего текущего понимания могут скрываться другие, пока не обнаруженные фундаментальные силы.
Недавние исследования, проведенные международной группой ученых из Австралии, Швейцарии и Германии, предоставили первые намеки на существование пятой фундаментальной силы, которая может быть спрятана внутри атомного ядра.
Что это такое
Гипотетическая пятая сила — это взаимодействие, которое не укладывается в рамки Стандартной модели. Она может объяснить явления, которые пока остаются загадкой для физиков, например, аномалии в поведении космических объектов или особенности распределения темной материи. В рамках новой работы ученые сосредоточились на взаимодействии нейтронов и электронов внутри атомного ядра. Предполагается, что эта сила может быть связана с частицей, называемой частицей Юкавы, которая пока не была обнаружена экспериментально.
Скрытая сила
Вместо изучения крупных космических объектов, как это делалось ранее, ученые решили сосредоточиться на микромире — атомах. Для экспериментов был выбран кальций, один из наиболее изученных химических элементов. Исследователи наблюдали за поведением электронов в атомах кальция, когда те поглощают энергию и переходят на более высокие энергетические уровни. После этого электроны возвращаются на свои исходные уровни, испуская энергию.
Этот процесс, называемый переходом электронов, строго подчиняется законам Стандартной модели, и его скорость можно точно предсказать. Однако, когда ученые изучали изотопы кальция с разным числом нейтронов в ядре, они обнаружили отклонения от расчетов, которые вполне могут быть свидетельством воздействия неизвестной силы, которая изменяет взаимодействия между частицами внутри атомного ядра.
Что известно о частице Юкавы
Согласно теории, пятая сила может быть связана с вышеупомянутой частицей Юкавы, обладающей массой от 10 до 10 миллионов электронвольт. Эта частица, если она существует, могла бы играть роль посредника в новом типе взаимодействия. Примечательно, что такая частица действует на очень малых расстояниях, что объясняет, почему ее влияние до сих пор не было обнаружено в экспериментах с макрообъектами.
Если существование пятой силы будет подтверждено, это станет революцией в физике. Стандартная модель, которая десятилетиями считалась основой понимания природы, будет расширена, а ученые получат ключ к разгадке множества загадок Вселенной. Например, это может пролить свет на природу темной материи или объяснить аномалии в гравитации, наблюдаемые в космосе. Кроме того, открытие пятой силы может привести к созданию новых технологий, основанных на управлении этим взаимодействием.
Оценили 11 человек
21 кармы