Неизвестная сила природы существует: физики обнаружили в атомах нечто неожиданное

Физики начали поиск неизвестной частицы, которая может быть переносчиком пятой силы природы, которая могла бы помочь раскрыть тайну темной материи. Эксперименты показали намек на существование новой физики во время исследования атомов. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters, пишет SciTechDaily.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Стандартная модель физики элементарных частиц предлагает точное описание фундаментальных компонентов, которые формируют всю видимую материю, включая частицы, из которых состоит все вокруг нас, и мы сами. Она также определяет основные силы природы, которые управляют взаимодействиями между элементарными частицами. Но эта модель не может объяснить абсолютно все, в частности природу темной материи.

• Невидимая темная материя, которая занимает большую часть массы Вселенной, является одной из самых больших загадок, и ее существование подтверждается только гравитационным влиянием, которое она оказывает на видимую обычную материю.

Пятая сила природы

Чтобы объяснить природу темной материи, физики предположили, что существует пятая сила природы, которая существует наряду с известными четырьмя фундаментальными силами Вселенной: гравитацией, электромагнетизмом, сильным и слабым взаимодействием.

Физики предполагают, что неизвестная пятая сила природы вероятно существует между нейтронами в ядре атома и электронами, которые вращаются вокруг него. А переносчиком пятой силы вероятно является неизвестная элементарная частица.

Для проверки этой теории физики использовали атомную спектроскопию, чтобы изучить атом с высочайшей точностью. Ученые предположили, что если пятая сила действительно существует в атоме, то ее величина пропорциональна числу нейтронов в атомном ядре. Поэтому физики во время эксперимента использовали изотопы кальция для обнаружения признаков неизвестной силы.

• Изотопы — это версии одного и того же атома, которые отличаются только числом нейтронов в атомном ядре. Это означает, что изотопы имеют одинаковое число протонов и электронов и, следовательно, химически идентичны, но каждый из них имеет разную массу.

Намек на новую физику

Общая сила, испытываемая электронами в разных изотопах, должна немного отличаться из-за разного числа нейтронов, если пятая сила существует. Это можно измерить, изучив энергетические уровни электронов. Пятая сила должна вызывать небольшое смещение в уровнях энергии между различными изотопами кальция.

Физики использовали пять стабильных изотопов кальция, каждый из которых содержал 20 протонов, но число нейтронов варьировалось от 20 до 28. В результате небольшие смещения в уровнях энергии электронов были обнаружены и их нельзя полностью объяснить известными силами.

Но ученые говорят, что нельзя пока утверждать, что была обнаружена новая физика, хотя намеки на возможную пятую силу уже появились. Но никто не знает, какое влияние она может оказывать, а потому остается много неопределенности.

Физики говорят, что у них есть возможность установить границы возможных значений массы и заряда гипотетической частицы, которая является переносчиком пятой силы. Ученые продолжат свои эксперименты, которые могут привести к открытию неизвестной новой силы Вселенной.

Как уже писал Фокус, физики смогли разгадать давнюю тайну и это открытие имеет решающее значение для астрофизики и для квантовых технологий.

Также Фокус писал о том, что китайский зонд сделал потрясающий снимок Земли и Луны из космоса. Зонд "Тяньвэнь-2" продолжает свое путешествие в космосе, чтобы в итоге приблизиться к странному околоземному астероиду, а затем изучить не менее странную комету.