Τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις καθορίζουν την αλληλεπίδραση όλων των αντικειμένων και των σωματιδίων στο σύμπαν. Αυτές είναι οι δυνάμεις που αντιμετωπίζουμε καθημερινά και μπορούν να αναχθούν στις ακόλουθες κατηγορίες αλληλεπιδράσεων: ηλεκτρομαγνητικές, ισχυρές, αδύναμες και βαρυτικές. Για παράδειγμα, η δύναμη της έλξης, γνωστή και ως βαρύτητα, αναγκάζει τα αντικείμενα να πέσουν στο έδαφος και δεν τους επιτρέπει να απομακρυνθούν από αυτό χωρίς να προσθέσουν άλλη δύναμη.
Όμως, όπως υποστηρίζει η διεθνής ομάδα φυσικών, κατά τη διάρκεια έρευνας στο πλαίσιο του πειράματος Muon g-2 ("Muon ji μείον δύο"), που διεξήχθη στο εργαστήριο Fermilab (ένα αμερικανικό εργαστήριο σωματιδιακής φυσικής και επιταχυντών), μπορεί να ανακάλυψαν μια νέα, πέμπτη δύναμη της φύσης.
Ανακοίνωσαν τα πρώτα αποτελέσματα μετρήσεων των μαγνητικών ιδιοτήτων των μιονίων, των βαρέων ομολόγων του ηλεκτρονίου. Αυτό φέρνει την επιστημονική κοινότητα πολύ κοντά στην ανακάλυψη της «νέας φυσικής» πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο (το Καθιερωμένο Μοντέλο στη Φυσική των Σωματιδίων είναι μια θεωρητική κατασκευή που περιγράφει τις ηλεκτρομαγνητικές, ασθενείς και ισχυρές αλληλεπιδράσεις όλων των στοιχειωδών σωματιδίων).
«Περιμέναμε αυτό το αποτέλεσμα για 20 χρόνια, είναι κρίσιμο για να κατανοήσουμε τι ακριβώς προκάλεσε τις αποκλίσεις στις μετρήσεις 20 ετών και στις προβλέψεις του Καθιερωμένου Μοντέλου», δήλωσε ο Chris Polley, ο επίσημος εκπρόσωπος του πειράματος.
Σύμφωνα με τον ίδιο, οι επιστήμονες διπλασίασαν την ακρίβεια των μετρήσεων, με αποτέλεσμα να μην βρέθηκε τίποτα που να έρχεται σε αντίθεση με τα προηγούμενα αποτελέσματα. Ο Polley εξέφρασε την ελπίδα για την ανακάλυψη «νέας φυσικής» στη συμπεριφορά των μιονίων στο εγγύς μέλλον.
Τα μιόνια είναι βραχύβια σωματίδια με τη μορφή μικροσκοπικών περιστρεφόμενων μαγνητών. Ο παράγοντας G καθορίζει τη δύναμη και την ταχύτητα περιστροφής αυτού του μαγνήτη σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Τα μιόνια, όταν μπαίνουν μέσα στην πειραματική διάταξη, αρχίζουν να αλληλεπιδρούν με τον «κβαντικό αφρό» των εικονικών σωματιδίων που εμφανίζονται γρήγορα και εξαφανίζονται. Αυτό επηρεάζει την τιμή του παράγοντα g, επομένως η μετάπτωση της μαγνητικής ροπής του μιονίου επιταχύνεται ή επιβραδύνεται ελαφρώς, κάτι που μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας το Καθιερωμένο Μοντέλο.
Εάν ο αφρός περιέχει άγνωστα σωματίδια ή αλληλεπιδράσεις εκτός του Καθιερωμένου Μοντέλου, πρέπει να υπάρχει απόκλιση μεταξύ της πραγματικής τιμής του παράγοντα g και της υπολογιζόμενης. Πειράματα που πραγματοποιήθηκαν από επιστήμονες δείχνουν ασυμφωνία με τις θεωρητικές προβλέψεις, ενώ η διαφορά είναι 4,2 σίγμα (τυπική απόκλιση), που είναι λίγο λιγότερο από πέντε σίγμα, κάτι που μας επιτρέπει να πούμε με σιγουριά για την ανακάλυψη της «νέας φυσικής». Αυτό όμως είναι αρκετό για να δείξει ότι υπάρχει.
Διαβάστε επίσης:
- Τα πρώτα σωματίδια στο σύμπαν έχουν αναδημιουργηθεί. Spoiler alert: φαίνονται περίεργα
- Ουκρανοί φυσικοί συμμετείχαν στην ανακάλυψη ενός νέου στοιχειώδους σωματιδίου - του oderon