Ίσως ανακάλυψαν την «πέμπτη δύναμη» της φύσης

Η δελεαστική θεωρία ότι θα μπορούσε να υπάρχει μια πέμπτη δύναμη της φύσης πήρε νέες διαστάσεις, χάρη στην απροσδόκητη ταλάντωση ενός υποατομικού σωματιδίου, όπως αποκάλυψαν οι φυσικοί.

Σύμφωνα με την τρέχουσα αντίληψη, υπάρχουν τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις στη φύση, τρεις από τις οποίες - η ηλεκτρομαγνητική δύναμη και οι ισχυρές και ασθενείς πυρηνικές δυνάμεις - εξηγούνται από το καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής. Ωστόσο, το μοντέλο δεν εξηγεί την άλλη γνωστή θεμελιώδη δύναμη, τη βαρύτητα, ή τη σκοτεινή ύλη - μια παράξενη και μυστηριώδη ουσία που θεωρείται ότι αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος.

Τώρα οι ερευνητές δήλωσαν ότι θα μπορούσε να υπάρχει μια άλλη, πέμπτη, θεμελιώδης δύναμη της φύσης.

Ο Δρ Μιτές Πατέλ, από το Imperial College του Λονδίνου, δήλωσε: «Μιλάμε για μια πέμπτη δύναμη επειδή δεν μπορούμε απαραίτητα να εξηγήσουμε τη συμπεριφορά [σε αυτά τα πειράματα] με τις τέσσερις που γνωρίζουμε».

Τα δεδομένα προέρχονται από πειράματα στην αμερικανική εγκατάσταση επιταχυντών σωματιδίων Fermilab, τα οποία διερεύνησαν τον τρόπο με τον οποίο υποατομικά σωματίδια που ονομάζονται μιόνια -παρόμοια με τα ηλεκτρόνια αλλά περίπου 200 φορές βαρύτερα- κινούνται σε μαγνητικό πεδίο.

Ο Πατέλ λέει ότι τα μιόνια συμπεριφέρονται λίγο σαν την παιδική σβούρα, καθώς περιστρέφονται γύρω από τον άξονα του μαγνητικού πεδίου. Ωστόσο, καθώς τα μιόνια κινούνται, ταλαντεύονται. Η συχνότητα αυτής της ταλάντωσης μπορεί να προβλεφθεί από το καθιερωμένο μοντέλο.

Αλλά τα πειραματικά αποτελέσματα από το FermiLab δεν φαίνεται να ταιριάζουν με αυτές τις προβλέψεις.

Ο καθηγητής Τζον Μπατεργουόρθ του University College του Λονδίνου, ο οποίος εργάζεται στο πείραμα Atlas στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο Cern, δήλωσε: «Οι ταλαντώσεις οφείλονται στον τρόπο με τον οποίο το μιόνιο αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο. Μπορούν να υπολογιστούν με μεγάλη ακρίβεια στο καθιερωμένο μοντέλο, αλλά ο υπολογισμός αυτός περιλαμβάνει κβαντικούς βρόχους, με γνωστά σωματίδια που εμφανίζονται σε αυτούς τους βρόχους. Αν οι μετρήσεις δεν συμφωνούν με την πρόβλεψη, αυτό θα μπορούσε να είναι ένα σημάδι ότι υπάρχει κάποιο άγνωστο σωματίδιο που εμφανίζεται στους βρόχους - το οποίο θα μπορούσε, για παράδειγμα, να είναι ο φορέας μιας πέμπτης δύναμης».

Τα ευρήματα ακολουθούν προηγούμενες εργασίες του FermiLab που έδειξαν παρόμοια αποτελέσματα.

Τα πειράματα στο Fermilab δεν είναι τα μόνα που υποδηλώνουν την πιθανότητα ύπαρξης μιας πέμπτης δύναμης: οι εργασίες στον LHC έχουν επίσης δώσει δελεαστικά ευρήματα, αν και με ένα διαφορετικό είδος πειράματος που εξετάζει τον ρυθμό με τον οποίο παράγονται μιόνια και ηλεκτρόνια κατά τη διάσπαση ορισμένων σωματιδίων.

Αλλά ο Πατέλ, ο οποίος εργάστηκε στα πειράματα του LHC, δήλωσε ότι τα αποτελέσματα αυτά είναι πλέον λιγότερο συνεκτικά.

«Είναι διαφορετικά πειράματα, που μετρούν διαφορετικά πράγματα, και μπορεί να υπάρχει ή να μην υπάρχει σύνδεση», είπε.

Φωτογραφία: Το Muon g-2 χρησιμοποιεί τους ισχυρούς επιταχυντές του Fermilab για να εξερευνήσει τις αλληλεπιδράσεις βραχύβιων σωματιδίων γνωστών ως μιόνια με ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο στον «κενό» χώρο