Neljä perusvoimaa määräävät kaikkien universumin esineiden ja hiukkasten vuorovaikutuksen. Nämä ovat voimia, joita käsittelemme päivittäin, ja ne voidaan pelkistää seuraaviin vuorovaikutusluokkiin: sähkömagneettinen, vahva, heikko ja gravitaatio. Esimerkiksi vetovoima, eli gravitaatio, pakottaa esineet putoamaan maahan eikä anna niiden irtautua siitä lisäämättä toista voimaa.
Mutta kuten kansainvälinen fyysikkoryhmä väittää, tutkimuksen aikana osana koetta Muon g-2 ("Muon ji miinus kaksi"), joka suoritettiin Fermilab-laboratoriossa (amerikkalainen hiukkasfysiikan ja kiihdytinlaboratorio), he ovat saattaneet löytää uuden, viidennen luonnonvoiman.
He ilmoittivat ensimmäiset mittaustulokset myonien, elektronin raskaiden vastineiden magneettisista ominaisuuksista. Tämä tuo tiedeyhteisön hyvin lähelle "uuden fysiikan" löytämistä standardimallin lisäksi (hiukkasfysiikan standardimalli on teoreettinen rakennelma, joka kuvaa kaikkien alkuainehiukkasten sähkömagneettista, heikkoa ja voimakasta vuorovaikutusta).
"Olemme odottaneet tätä tulosta 20 vuotta, se on ratkaisevan tärkeää ymmärtääksemme, mikä tarkalleen aiheutti erot 20 vuotta vanhoissa mittauksissa ja standardimallin ennusteissa", sanoi kokeen virallinen edustaja Chris Polley.
Hänen mukaansa tutkijat kaksinkertaistivat mittausten tarkkuuden, minkä seurauksena ei löytynyt mitään, mikä olisi ristiriidassa aiempien tulosten kanssa. Polley ilmaisi toivonsa "uuden fysiikan" löytämisestä myonien käyttäytymisestä lähitulevaisuudessa.
Muonit ovat lyhytikäisiä hiukkasia pienten pyörivien magneettien muodossa. G-tekijä määrittää tämän magneetin voimakkuuden ja pyörimisnopeuden ulkoisessa magneettikentässä. Kun myonit pääsevät kokeelliseen järjestelmään, ne alkavat olla vuorovaikutuksessa virtuaalisten hiukkasten "kvanttivaahdon" kanssa, jotka nopeasti ilmaantuvat ja katoavat. Tämä vaikuttaa g-tekijän arvoon, joten myonin magneettimomentin precessio kiihtyy tai hidastuu hieman, mikä voidaan laskea Standardimallilla.
Jos vaahto sisältää tuntemattomia hiukkasia tai vuorovaikutuksia vakiomallin ulkopuolella, todellisen g-tekijäarvon ja lasketun g-tekijän välillä on oltava poikkeama. Tutkijoiden suorittamat kokeet osoittavat ristiriitaa teoreettisten ennusteiden kanssa, kun taas ero on 4,2 sigmaa (keskipoikkeama), mikä on hieman alle viisi sigmaa, mikä antaa meille mahdollisuuden sanoa luottavaisesti "uuden fysiikan" löytämisestä. Mutta tämä riittää osoittamaan, että se on olemassa.
Lue myös:
- Universumin ensimmäiset hiukkaset on luotu uudelleen. Spoilerivaroitus: ne näyttävät oudolta
- Ukrainalaiset fyysikot osallistuivat uuden alkuainehiukkasen - oderonin - löytämiseen