Чотири фундаментальних сили визначають взаємодію всіх об’єктів і часток у Всесвіті. Це сили, з якими ми маємо справу кожен день, їх можна звести до таких категорій взаємодій: електромагнітна, сильна, слабка і гравітаційна. Наприклад, сила тяжіння, вона ж гравітація, змушує об’єкти падати на землю і не дозволяє відриватися від неї без додавання іншої сили.
Але, як стверджує міжнародна команда фізиків, в ході досліджень в рамках експерименту Muon g-2 («Мюон джи мінус два»), що проводилися в лабораторії Fermilab (американській лабораторії фізики елементарних часток і прискорювачів), вони, можливо, виявили нову, п’яту силу природи.
Вони оголосили про перші результати вимірів магнітних властивостей мюонів – важких побратимів електрона. Це впритул наближає наукове співтовариство до відкриття «нової фізики» за межами Стандартної моделі (Стандартна модель у фізиці елементарних часток — теоретична конструкція, що описує електромагнітну, слабку і сильну взаємодію всіх елементарних часток).
«Ми 20 років чекали цього результату, він критично важливий для розуміння того, що саме породило розбіжності у вимірах 20-річної давності і прогнозах Стандартної моделі», – вказав офіційний представник експерименту Кріс Поллі.
За його словами, вчені подвоїли точність вимірів, в результаті не було знайдено нічого, що б суперечило минулим результатам. Поллі висловив надію на відкриття найближчим часом «нової фізики» в поведінці мюонів.
Мюони – це короткоживучі частки у вигляді крихітних обертових магнітів. G-фактор визначає силу і швидкість обертання цього магніту в зовнішньому магнітному полі. Мюони, коли потрапляють всередину експериментальної установки, починають взаємодіяти з «квантовою піною» віртуальних часток, які швидко з’являються і зникають. Це впливає на значення g-фактора, тому прецесія магнітного моменту мюонів трохи прискорюється або сповільнюється, що можна розрахувати за допомогою Стандартної моделі.
У разі, якщо піна містить невідомі частки або взаємодії поза Стандартної моделі, має бути відхилення між фактичним значенням g-фактора і розрахованим. Проведені вченими експерименти показують розбіжність з теоретичними передбаченнями, при цьому відмінність становить 4,2 сигми (стандартного відхилення), що трохи менш як п’ять сигм, які дозволяють впевнено сказати про відкриття «нової фізики». Але цього достатньо, щоб вказати, що вона існує.
Читайте також:
- Відтворено перші частки у Всесвіті. Спойлер: вони виглядають дивно
- Українські фізики долучилися до відкриття нової елементарної частки – одерона