Universul nostru este guvernat de patru forțe fundamentale. Cel puțin așa s-au gândit fizicienii de multă vreme.
Acum, însă, noi cercetări sugerează că există o a cincea forță, o descoperire care ar putea susține o mare parte din fizica modernă.
Pe 23 octombrie, cercetătorii de la Institutul de Cercetări Nucleare din Ungaria au publicat un nou studiu în baza de date arXiv, oferind dovezi suplimentare ale unei particule complet noi sugerate acum trei ani. Numită X17, această particulă ar putea ajuta oamenii de știință să rezolve unul dintre cele mai mari mistere din astronomie: ce este materia întunecată.
Existența particulelor ar necesita, de asemenea, o rescriere a Modelului standard al fizicii particulelor, teoria care descrie forțele fundamentale și clasifică particulele subatomice.
Dar asta doar dacă existența particulelor poate fi verificată. Noua lucrare nu a fost încă revizuită. Și majoritatea fizicienilor sunt sceptici - în parte, deoarece niciun om de știință din afară nu a reușit să valideze în mod independent descoperirile anterioare ale aceleiași echipe de cercetare Richard Milner, fizicianul Institutului de Tehnologie din Massachusetts, care nu a fost implicat în cercetare, a spus Live Science.
În 2016, același grup de cercetători a raportat primele dovezi ale particulei, în experimente făcute cu atomi de beriliu radioactiv. Fizicienii au măsurat lumina și particulele eliberate de beriliu în timp ce s-a stricat. Au observat că perechile de electroni emise și partenerii lor de antimaterie, pozitronii, aveau tendința de a merge mai repede într-un anumit unghi, comportament care nu părea explicabil cu fizica existentă.
Crăpând numerele, fizicienii au ajuns la concluzia că trebuie să existe o particulă intermediară necunoscută în care beriliul s-a descompus înainte ca acea particulă să emită pereche de electroni și pozitroni. Această „particulă X” necunoscută a fost calculată a avea o masă de aproape 17 megaelectronvolți, de unde și numele acesteia, X17. (Pentru comparație, asta face X17 de aproximativ 34 de ori mai mare decât un electron.)
Noul studiu a adăugat mai multe observații ale particulei propuse, văzută în descompunerea atomilor de heliu. O configurație experimentală similară a arătat din nou dovezi ale unei particule intermediare cu efectiv aceeași masă. Rezultatele arată că această particulă X17 propusă nu este un fermion - tipul de particule care compune materia obișnuită - ci mai degrabă un boson, o particulă care transportă energie și uneori forțe. Aceasta înseamnă că X17 ar putea transmite o a cincea forță anterior necunoscută, despre care fizicienii au spus că ar putea ajuta la explicarea materiei întunecate. Acea substanță misterioasă constituie 85% din materia din univers; este detectabil prin gravitație, dar nu interacționează cu lumina.
Dar majoritatea fizicienilor așteaptă măsurători independente înainte de a accepta rezultatele.
"Sunt sceptic. Cred că, ca experimentist, aceasta este poziția mea firească atunci când văd ceva de genul acesta, dar cred că trebuie investigat", a declarat Milner pentru Live Science.
O parte din scepticism apare pentru că Organizația Europeană pentru Cercetări Nucleare sau CERN a încercat să vâneze particula X17 și nu a reușit să găsească nicio dovadă. Având în vedere noile dovezi, multe alte grupuri vor continua să caute particula, a spus Milner pentru Live Science.
Dacă se confirmă, descoperirea ar putea deschide și un mod cu totul nou de a face fizică de particule, a spus Milner pentru Live Science. În ultima jumătate de secol, fizicienii au înregistrat progrese uriașe în definirea modelului standard, concentrându-se pe tărâmul de mare energie, care necesită colaborări internaționale uriașe și acceleratoare costisitoare pentru a distruge particulele la viteze care să crească. Noua lucrare, realizată cu energii și costuri mult mai mici, ar fi o direcție cu totul nouă pentru fizicieni să caute particule noi.
"Modelul standard al fizicii este foarte bine definit", a spus Milner pentru Live Science. "Deci, dacă se găsește o nouă interacțiune dincolo de ea, aceasta este extrem de importantă."
