Физики проверяют сообщение об открытии пятого взаимодействия во Вселенной

Физики проверяют сообщение об открытии пятого взаимодействия во Вселенной

Физики из Венгрии полагают, что открыли экспериментально пятое взаимодействие. Если их выводы подтвердятся, то в науке произойдет сенсация мирового масштаба, пожалуй, значительнее, чем открытие гравитационных волн. Об этом сейчас пишут ведущие западные научно-популярные СМИ — Nature News, Popular Mechanics, Scientific American. Очевидно, все выводы будут теперь скрупулезно проверены и перепроверены, а эксперименты повторены многократно.

Четыре фундаментальные силы действуют в нашем мире: гравитационная и электромагнитная силы на макроуровне, сильное и слабое взаимодействия наблюдаются на уровне элементарных частиц. Физикам пока хватает этих четырех сил, которые объясняют все вокруг. Беспокоит только то, что видимая материя составляет не более 5% от всей материи Вселенной, остальная же часть скрыта от наших органов чувств. Ученые называют эту неощутимую нами часть Вселенной — темной материей и темной энергией.

Считается, что единственная сила, которая воздействует на темную материю — это гравитационная, но следов этого взаимодействия пока не найдено. Отсутствие взаимодействия с темной материей не смущает ученых, они продолжают его искать, и потенциально готовы к открытиям в этой области, в том числе к открытию нового фундаментального взаимодействия.

В прошлом году физик Аттила Кразнахорский (Attila Krasznahorkay) с коллегами из Института ядерных исследований Венгерской академии наук (Дебрецен) опубликовали в базе препринтов ArXiv статью, где сделали вывод об открытии ими пятого взаимодействия. В январе их статья об этом вышла в журнале Physical Review Letters. Обе публикации не были замечены научным сообществом, за исключением группы физиков-теоретиков под руководством Джонотана Фенга (Jonathan Feng) из Университета Калифорнии (Ирвин, США), которые решили проверить результаты венгерских коллег. Фенг с соавторами внимательно изучили расчеты венгерской группы и объявили, что эта новая сила, кажется, не нарушает какие-либо законы природы. Фенг опубликовал статью о проверке тоже в arXiv.

Венгерские ученые искали «темный фотон» — частицу света темной материи. Они бомбардировали кусок лития-7 протонами, в результате чего протоны превращались в нестабильное ядро бериллия-8, которое распадалось на пару электронов и позитронов (аналогов электронов в антиматерии). Когда протоны ударялись об литий под углом 140 градусов, то обратно вылетало значительно больше пар электронов и позитронов, чем предполагали расчеты, основанные на стандартной модели.

Авторы эксперимента решили, что эти лишние частицы могут быть проявлением новой частицы — в 34 раза тяжелее, чем электрон. Возможно, это и есть темный фотон. Фенг с соавторами полагают, что аномалия, наблюдаемая венгерскими учеными, демонстрирует не темный фотон, а проявление пятого взаимодействия.

Сейчас сразу несколько научных групп — из Национальной лаборатории Джефферсона в США, MIT, ЦЕРН — взялись повторить эксперимент и проверить выводы Кразнахорского и Фенга.