Мюони і "нова сила природи", яку, ймовірно, відкрили вчені

Мюон

Автор фото, GIROSCIENCE / SPL

Підпис до фото,

Мюон - одна з елементарних частинок, схожа на електрон. Їхня незвична поведінка під час експериментів змусила вчених замислитися про невідому силу

Все, що відбувається у всесвіті, підкоряється законам фізики - аж до сили, яка утримує магнітики з подорожі на дверях холодильника, чи закону, за яким м'яч залітає у баскетбольне кільце.

Зараз вчені вважають, що вони знайшли нову "силу природи" пов'язану з субатомною частинкою "мюон", пише науковий кореспондент BBC Паллаб Гош.

Всі відомі сили можна звести до чотирьох фундаментальних категорій взаємодій: електромагнітної, гравітаційної, сильної та слабкої.

Ці чотири фундаментальні сили визначають взаємодію всіх об'єктів і частинок у всесвіті.

Наприклад, сила тяжіння, вона ж гравітація, змушує об'єкти падати на землю і не дозволяє відриватися від неї без застосування іншої сили.

Але, як стверджує міжнародна команда фізиків, у ході досліджень в рамках експерименту Muon g-2 у лабораторії містечка Батавія поруч з Чикаго вони, можливо, виявили нову, п'яту силу природи.

Британська Рада з науково-технічного обладнання оголосила, що результати експериментів дають вагомі підтвердження існування досі невідомої субатомної частинки або "нової сили".

Утім поки що результати експерименту Muon g-2 не дають підстав однозначно заявити про наукове відкриття.

Все ж залишається один шанс з 40 тисяч на те, що це статистична похибка. Іншими словами, так званий статистичний рівень значущості (або достовірності) становить 4,1 сигма.

А для того, щоб відкриття визнала наука, цей рівень має становити 5 сигма, тобто похибка не має перевищувати одного шансу на 3,5 млн.

"Ми виявили, що взаємодія мюонів не узгоджується зі Стандартною моделлю, - розповів в інтерв'ю BBC керівник експерименту з британської сторони професор Марк Ланкастер. - Зрозуміло, що ми всі у захваті, адже це відкриває майбутнє з новими законами фізики, новими частинками і новими, небаченими досі силами".

Автор фото, FERMILAB

Підпис до фото,

"Фермілаб" - головна лабораторія з дослідження фізики елементарних частинок у США

Стандартна модель - загальноприйнята на даний момент теоретична конструкція, що описує взаємодію всіх елементарних частинок у всесвіті.

Нове ймовірне відкриття стало останнім у цілій серії багатообіцяючих результатів, отриманих під час експериментів з фізики частинок в США, Японії і, у першу чергу, на Великому адронному колайдері (ВАК) на кордоні між Францією і Швейцарією.

Останній експеримент провели у Національній прискорювальній лабораторії імені Фермі ("Фермілабі") у місті Батавія, штат Іллінойс, з метою вивчення поведінки субатомної частки під назвою мюон.

Річ у тім, що весь всесвіт побудований з частинок, менших за атом.

Деякі з них складаються зі ще більш дрібних частин, інші ж більше не дробляться - це так звані елементарні частинки.

Мюони якраз і є такими елементарними частинками: вони схожі на електрони, але у 200 разів важчі.

Автор фото, REIDAR HAHN / FERMILAB

Підпис до фото,

Частки розганяли по колу

У ході експерименту Muon g-2 частки розганялися по 14-метровому кільцю в циркулярному колайдері під впливом потужного магнітного поля.

Згідно з відомими законами фізики це мало призводити до коливання мюонів з певною частотою. Однак фізики виявили, що частота їхніх коливань виявилася вищою від передбачуваної.

На їхню думку, це може свідчити про дію сили, раніше невідомої науці.

Ніхто не знає точно, що ще, крім впливу на мюон, залежить від цієї нової силі.

Теоретики вважають, що вона може бути якимось чином пов'язана зі ще не відкритою субатомною частинкою.

Щодо цієї гіпотетичної частинки є відразу кілька припущень: це може бути так званий "лептокварк" (частинка, що переносить інформацію між кварками і лептонами) або "Z-бозон" (який сам для себе служить античастинкою).

Автор фото, ESA/HUBBLE AND NASA

Підпис до фото,

В останні роки вчені зіткнулися з безліччю загадок всесвіту, доведене існування нової сили дуже допомогло б в їхньому поясненні

Ще у минулому місяці фізики, які проводили експеримент на Великому адронному колайдері, відзначали, що отримані результати можуть свідчити про наявність нової частинки і сили.

"Зараз йде справжня гонка за тим, щоб отримати докази того, що ми виявили щось нове, - каже доктор Мітеш Патель з Імперського коледжу в Лондоні, що брав участь в експерименті на БАК. - Треба більше даних і більше вимірів, і, якщо пощастить, ми отримаємо інформацію про те, що ці ефекти - реальні".

Окрім добре знайомих гравітаційних і електромагнітних сил за поведінку субатомних частинок відповідають так звані сильні і слабкі сили.

А п'ята сила могла б дати відповідь на численні загадки Всесвіту, які постали перед вченими за останні десятиліття.

Наприклад, згідно зі спостереженнями, всесвіт розширюється з прискоренням, і це пов'язують з загадковим феноменом під назвою "темна енергія". Але вчені і раніше висували припущення, що все можна пояснити за рахунок невідомої п'ятої сили.

"Це просто незбагненно, - зізнається ведуча програми BBC "Sky at Night" доктор Меггі Едерін-Покок. - Потенційно це може перевернути всю фізику з ніг на голову. У нас було багато нерозгаданих загадок, і ми, можливо, виявили ключ до їхнього вирішення".

Хочете отримувати головні новини в месенджер? Підписуйтеся на наш Telegram або Viber!