Fyra grundläggande krafter bestämmer samspelet mellan alla objekt och partiklar i universum. Dessa är de krafter som vi hanterar varje dag, och de kan reduceras till följande kategorier av interaktioner: elektromagnetisk, stark, svag och gravitation. Till exempel tvingar attraktionskraften, alias gravitation, föremål att falla till marken och tillåter dem inte att bryta sig loss från den utan att lägga till ytterligare en kraft.
Men, som det internationella teamet av fysiker hävdar, under forskning som en del av experimentet Muon g-2 ("Muon ji minus två"), utfört i Fermilab-laboratoriet (ett amerikanskt partikelfysik- och acceleratorlaboratorium), kan de ha upptäckt en ny, femte naturkraft.
De tillkännagav de första resultaten av mätningar av de magnetiska egenskaperna hos myoner, de tunga motsvarigheterna till elektronen. Detta för det vetenskapliga samfundet mycket nära upptäckten av "ny fysik" bortom Standardmodellen (Standardmodellen i partikelfysik är en teoretisk konstruktion som beskriver de elektromagnetiska, svaga och starka interaktionerna mellan alla elementarpartiklar).
"Vi har väntat på det här resultatet i 20 år, det är avgörande för att förstå exakt vad som orsakade avvikelserna i de 20 år gamla mätningarna och standardmodellens förutsägelser", säger Chris Polley, den officiella representanten för experimentet.
Enligt honom fördubblade forskarna mätningarnas noggrannhet, som ett resultat hittades ingenting som motsäger tidigare resultat. Polley uttryckte hopp om upptäckten av "ny fysik" i beteendet hos myoner inom en snar framtid.
Myoner är kortlivade partiklar i form av små roterande magneter. G-faktorn bestämmer styrkan och rotationshastigheten för denna magnet i ett externt magnetfält. Myoner, när de kommer in i experimentuppställningen, börjar interagera med "kvantskummet" av virtuella partiklar som snabbt dyker upp och försvinner. Detta påverkar värdet på g-faktorn, så precessionen av det magnetiska muonmomentet accelereras något eller saktas ner, vilket kan beräknas med standardmodellen.
Om skummet innehåller okända partiklar eller interaktioner utanför Standardmodellen måste det finnas en avvikelse mellan det faktiska g-faktorvärdet och det beräknade. Experiment utförda av forskare visar en diskrepans med teoretiska förutsägelser, medan skillnaden är 4,2 sigma (standardavvikelse), vilket är lite mindre än fem sigma, vilket gör att vi med säkerhet kan säga om upptäckten av "ny fysik". Men detta räcker för att indikera att det finns.
Läs också:
- De första partiklarna i universum har återskapats. Spoiler alert: de ser konstiga ut
- Ukrainska fysiker deltog i upptäckten av en ny elementarpartikel - Oderonen