Skelbiama naujos fizikos viltis: mokslininkai galimai užčiuopė penktąją fundamentaliąją gamtos sąveiką

Physical Review Letters žurnalo straipsnyje svarstoma, kad neseniai aptikti anksčiau nežinotos subatominės dalelės ženklai gali reikšti penktąją fundamentaliąją gamtos sąveiką.

UCI mokslininkai aptiko 2015 metų viduryje paskelbtą Vengrijos Mokslų akademijos eksperimentinės branduolinės fizikos mokslininkų, ieškojusių „tamsiųjų fotonų“ dalelių, sudarančių 85% visatos masės, tyrimą. Vengrų tyrime buvo aptikta radioaktyvaus skilimo anomalija, rodanti lengvos dalelės, vos 30 kartų sunkesnės už elektroną, egzistavimą.

„Eksperimentatoriai negalėjo skelbti, kad tai nauja dalelė,“ sakė Feng. „Jie tiesiog užfiksavo naują dalelę rodančių įvykių perteklių, bet nebuvo aišku, ar tai materijos dalelė, ar sąveiką pernešanti dalelė.“

UCI grupė ištyrė Vengrijos tyrėjų, o taip pat ankstesnių tokio tipo eksperimentų duomenis ir parodė, jog itin mažai tikėtina, jog tai materijos dalelės ar tamsieji fotonai. Tad jie iškėlė naują teoriją, apjungiančią visus turimus duomenis ir nustatė, kad atradimas gali reikšti penktąją fundamentalią sąveiką. Balandžio pabaigoje jų pradinė analizė buvo publikuota arXiv serveryje, o penktadienį ten pat paskelbtas straipsnis, sustiprinantis pirmojo darbo išvadas.

UCI darbe parodoma, kad dalelė nėra tamsusi fotonas, o veikiau „protofobinis X bozonas“. Jei įprasta elektrinė jėga veikia elektronus ir protonus, tai šis naujai rastas bozonas sąveikauja tik su elektronais ir neutronais – ir itin mažu atstumu. Vienas iš atliktos analizės autorių, Timothy Tait, fizikos ir astronomijos profesorius, sakė, „Joks kitas stebėtas bozonas tokių charakteristikų neturi. Kartais jį vadiname tiesiog „X bozonu“, kur „X“ reiškia nežinomas“.

Feng pabrėžė kritinę tolesnių eksperimentų svarbą. „Dalelė nėra itin masyvi, tad laboratorijos tokias energijas turėjo jau šeštame ar septintame XX amžiaus dešimtmetyje,“ sakė jis. „Bet jį aptikti buvo labai sunku, nes jo sąveika labai silpna. Tačiau dabar, kadangi naujojo dalelė tokia lengva, yra daug eksperimentuotojų, dirbančių mažose laboratorijoje, kurie gali patikrinti pradinius teiginius, nes dabar žino, kur reikia žiūrėti.“

Kaip ir daugelis mokslo proveržių, šis atveria visiškai naujas tyrimų sritis.

Feng intriguojanti kryptis – galimybė, kad ši potencialioji penktoji sąveika gali prisidėti prie elektromagnetinės ir stipriosios bei silpnosios branduolinės sąveikos kaip „vienos didesnės, fundamentalesnės jėgos pasireiškimas“.

Pripažindamas fizikų supratimą apie standartinį modelį, Feng spekuliavo, kad gali būti ir atskiras tamsus sektorius, su savo materija ir jėgomis. „Įmanoma, kad šie du sektoriai bendrauja ir veikia vienas kitą per kiek pridengtas, bet fundamentalias sąveikas," sakė jis. „Ši tamsiojo sektoriaus jėga gali pasireikšti kaip protofobinė jėga, užfiksuota vengrų eksperimente. Platesne prasme, tai atitinka mūsų pradinį tyrimą, stengiantis suprasti tamsiosios materijos prigimtį“.