Mūsu Visumu pārvalda četri pamata spēki. Vismaz tā ir domājuši fiziķi.
Tomēr tagad jaunie pētījumi liecina, ka ir piektais spēks, atklājums, kas varētu aizņemt lielu daļu mūsdienu fizikas.
23. oktobrī Ungārijas Kodolpētījumu institūta pētnieki arXiv datu bāzē publicēja jaunu pētījumu, piedāvājot papildu pierādījumus par pilnīgi jaunām daļiņām, kuras pirmo reizi tika ierosinātas pirms trim gadiem. Dublēta X17, šī daļiņa varētu palīdzēt zinātniekiem atrisināt vienu no lielākajiem astronomijas noslēpumiem: kas ir tumšā matērija.
Daļiņu pastāvēšanai būtu nepieciešams arī pārrakstīt daļiņu fizikas standarta modeli - teoriju, kas apraksta pamat spēkus un klasificē subatomiskās daļiņas.
Bet tas ir tikai tad, ja var pārliecināties par daļiņas esamību. Jaunais dokuments vēl nav salīdzinoši pārskatīts. Un lielākā daļa fiziķu ir skeptiski - daļēji tāpēc, ka neviens ārējs zinātnieks vēl nav spējis patstāvīgi apstiprināt iepriekšējos atklājumus no tās pašas pētījumu grupas Ričarda Milnera, Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta fiziķa, kurš nebija iesaistīts pētījumā, pastāstīja Live Science.
Tā pati pētnieku grupa 2016. gadā eksperimentos ar radioaktīvā berilija atomiem ziņoja par pirmajiem daļiņu pierādījumiem. Fiziķi izmērīja gaismu un daļiņas, ko izdalīja berilijs, kad tā sadalījās. Viņi pamanīja, ka izstarotie elektronu pāri un viņu antimatērijas partneri, pozitroni, mēdz iet paātrināties noteiktā leņķī, uzvedību, kas pašreizējā fizikā nešķita izskaidrojama.
Izgrozot skaitļus, fiziķi secināja, ka jābūt nezināmai starpposma daļiņai, kurā berilijs sadalījās, pirms šī daļiņa izstaroja elektronu un pozitronu pāri. Tika aprēķināts, ka šai nezināmajai "daļiņai X" ir gandrīz 17 megaelektronvoltu masa, līdz ar to tās nosaukums ir X17. (Salīdzinājumam, tas padara X17 apmēram 34 reizes lielāku par elektronu.)
Jaunais pētījums pievienoja vēl citus ierosinātās daļiņas novērojumus hēlija atomu sabrukšanas laikā. Līdzīga eksperimentālā shēma atkal parādīja starpposma daļiņas ar faktiski tādu pašu masu. Rezultāti liecina, ka šī ierosinātā X17 daļiņa nav fermions - daļiņu tips, kas veido parasto matēriju -, bet drīzāk bozons, daļiņa, kas nes enerģiju un dažreiz arī spēkus. Tas nozīmē, ka X17 varētu nodot iepriekš nezināmu, piekto spēku, ko fiziķi teica, ka tas varētu palīdzēt izskaidrot tumšo vielu. Šī noslēpumainā viela veido 85% no Visuma matērijas; tas ir nosakāms caur gravitācijas spēku, bet nav mijiedarbīgs ar gaismu.
Bet lielākā daļa fiziķu gaida neatkarīgus mērījumus, pirms viņi pieņem atradumus.
"Es esmu skeptisks. Es uzskatu, ka es kā eksperimentālists esmu dabiskā stāvoklī, kad redzu kaut ko līdzīgu, bet es domāju, ka tas ir jāizmeklē," Milners stāstīja Live Science.
Daļa skepsi rodas tāpēc, ka Eiropas Kodolpētījumu organizācija jeb CERN mēģināja medīt X17 daļiņu un neizdevās atrast pierādījumus par to. Ņemot vērā jaunos pierādījumus, vēl daudzas grupas, iespējams, turpinās meklēt daļiņu, Milners stāstīja Live Science.
Ja tas tiks apstiprināts, atklājums varētu atvērt arī pilnīgi jaunu veidu, kā veikt daļiņu fiziku, Milners stāstīja Live Science. Pēdējā pusgadsimta laikā fiziķi ir guvuši milzīgus panākumus standarta modeļa noteikšanā, koncentrējoties uz augstas enerģijas jomu, kurai nepieciešama milzīga starptautiska sadarbība un dārgi paātrinātāji, lai kopā sagrautu daļiņas prāta aizraujošā ātrumā. Jaunais darbs, kas veikts par daudz zemāku enerģiju un izmaksām, būtu pilnīgi jauns virziens, kā fiziķi meklēt jaunas daļiņas.
"Fizikas standarta modelis ir ļoti labi definēts," Milners stāstīja Live Science. "Tātad, ja kāds atrod jaunu mijiedarbību ārpus tā, tas ir tikai ārkārtīgi svarīgi."
