Fire grundlæggende kræfter bestemmer samspillet mellem alle objekter og partikler i universet. Det er de kræfter, vi beskæftiger os med hver dag, og de kan reduceres til følgende kategorier af interaktioner: elektromagnetisk, stærk, svag og gravitation. For eksempel tvinger tiltrækningskraften, også kaldet gravitation, objekter til at falde til jorden og tillader dem ikke at bryde væk fra den uden at tilføje en anden kraft.
Men, som det internationale hold af fysikere hævder, under forskning som en del af eksperimentet Muon g-2 ("Muon ji minus to"), udført i Fermilab-laboratoriet (et amerikansk partikelfysik- og acceleratorlaboratorium), kan de have opdaget en ny, femte naturkraft.
De annoncerede de første resultater af målinger af de magnetiske egenskaber af myoner, de tunge modstykker til elektronen. Dette bringer det videnskabelige samfund meget tæt på opdagelsen af "ny fysik" ud over standardmodellen (standardmodellen i partikelfysik er en teoretisk konstruktion, der beskriver de elektromagnetiske, svage og stærke vekselvirkninger mellem alle elementarpartikler).
"Vi har ventet på dette resultat i 20 år, det er afgørende for at forstå, hvad der præcist forårsagede uoverensstemmelserne i de 20 år gamle målinger og standardmodellens forudsigelser," sagde Chris Polley, den officielle repræsentant for eksperimentet.
Ifølge ham fordoblede forskerne nøjagtigheden af målingerne, som følge heraf blev der ikke fundet noget, der modsiger tidligere resultater. Polley udtrykte håb om opdagelsen af "ny fysik" i opførsel af muoner i den nærmeste fremtid.
Muoner er kortlivede partikler i form af bittesmå roterende magneter. G-faktoren bestemmer styrken og rotationshastigheden af denne magnet i et eksternt magnetfelt. Myoner begynder, når de kommer ind i det eksperimentelle setup, at interagere med "kvanteskummet" af virtuelle partikler, der hurtigt dukker op og forsvinder. Dette påvirker værdien af g-faktoren, så præcessionen af det myonmagnetiske moment accelereres lidt eller bremses lidt, hvilket kan beregnes ved hjælp af standardmodellen.
Hvis skummet indeholder ukendte partikler eller interaktioner uden for Standardmodellen, skal der være en afvigelse mellem den faktiske g-faktor værdi og den beregnede. Eksperimenter udført af forskere viser en uoverensstemmelse med teoretiske forudsigelser, mens forskellen er 4,2 sigma (standardafvigelse), hvilket er lidt mindre end fem sigma, hvilket giver os mulighed for trygt at sige om opdagelsen af "ny fysik". Men dette er nok til at indikere, at det eksisterer.
Læs også:
- De første partikler i universet er blevet genskabt. Spoiler-alarm: de ser mærkelige ud
- Ukrainske fysikere deltog i opdagelsen af en ny elementær partikel - Oderonen