|
Новый ключ, который может раскрыть Пятую силу
|
|
|
|
Стандартная модель физики элементарных частиц - это научный шедевр, но, несмотря на это, она остается незавершенной. Например, мы до сих пор не знаем, почему вообще существует материя (она же асимметрия материи и антивещества), а также все эти проблемы с темной материей и темной энергией.
|
|
|
|
Еще одним источником некоторых научных затруднений является вопрос о том, может ли существовать пятая фундаментальная сила. Возможно, вы знакомы со стандартными четырьмя — сильным взаимодействием, слабым взаимодействием, гравитацией и электромагнетизмом, — но некоторые физики задаются вопросом, может ли пятое взаимодействие, которое связывает нейтроны и электроны, также действовать во всей нашей Вселенной. Теперь международное сотрудничество ученых из Германии, Швейцарии и Австралии определило верхний предел для частиц, которые могут обладать такой силой, проанализировав частоты переходов пяти изотопов кальция. Эти массы были определены с точностью до 10-15 миллионов электронвольт (да, электрон—вольты иногда используются для измерения массы - спасибо E= mc2). Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
|
|
|
|
Чтобы получить это число, исследователи наблюдали за атомными переходами кальция-40, кальция-42, кальция-44, кальция-46 и кальция-48. Атомный переход происходит, когда электрон, притягиваемый положительно заряженными частицами в ядре, на короткое время переходит на более высокий энергетический уровень. Эти атомные переходы могут варьироваться в зависимости от изотопа и зависят от количества нейтронов, присутствующих в атоме.
|
|
|
|
|
|
|
Как только наблюдения были завершены, авторы нанесли на карту зафиксированные ими вариации, построив так называемый график Кинга. Согласно стандартной модели, это должно привести к линейному графику. Однако исследование показало, что это не так. Из-за высокой чувствительности эксперимента график получился нелинейным, что позволяет предположить, что отклонения, обнаруженные командой, могут свидетельствовать о наличии пятой силы.
|
|
|
|
Тем не менее, как также отмечают авторы, это также может быть связано с чем-то, что объяснимо в рамках стандартной модели. Однако, что бы ни было причиной этих отклонений, это не помешало ученым установить верхний предел массы бозона пятой силы.
|
|
|
|
Поиски этой пятой силы длятся долго, и это научное исследование, которое охватило довольно широкую сеть. Некоторое время в 1980-х годах ученые Массачусетского технологического института считали, что антигравитация может быть пятой силой, и на рубеже веков приобрела популярность другая идея, известная как “квинтэссенция”. Недавно в лаборатории Фермилаб в Чикаго предположили, что они, возможно, приближаются к обнаружению пятой силы, хотя их окончательные результаты эксперимента “мюон g-2” в значительной степени подтвердили стандартную модель.
|
|
|
|
Другие исследователи изучали гораздо более крупные тела, чем просто атомы, в поисках доказательств существования пятой силы. В прошлом году Лос-Аламосская национальная лаборатория опубликовала исследование, в котором утверждается, что, тщательно анализируя орбиты астероидов и выявляя любые отклонения от этих орбит, мы могли бы узнать что-то о взаимодействиях частиц, которых мы не понимаем. Конечной целью этой команды, как и у авторов этой новой статьи, было понять ограничения на то, где может находиться эта пятая сила.
|
|
|
|
На данный момент поиск продолжается, но ученые предпринимают все больше и больше шагов к решению, которое изменит физику.
|
|
|
|
Источник
|
