Nauka: Istraživači blizu otkrivanja pete sile u prirodi

Naučnici iz laboratorije nadomak Čikaga tvrde da su bliži otkrivanju postojanja nove sile u prirodi.

Oni su pronašli još dokaza da se čestice unutar atoma zvane mioni ne ponašaju onako kao što predviđa aktuelna teorija subatomske fizike.

Naučnici veruju da bi na mione mogla da utiče neka nepoznata sila.

Biće potrebno još podataka da bi se potvrdili ovi rezultati, ali ako budu bili potvrđeni, to bi moglo da znači početak revolucije u fizici.

Sve sile koje doživljavamo svaki dan mogu se svesti na samo četiri kategorije: gravitacija, elektromagnetizam, jaka nuklearna sila i slaba nuklearna sila.

Ove četiri fundamentalne sile vladaju u Univerzumu i utiču na to kako predmeti i čestice vrše interakcije jedni sa drugima.

Novi nalazi su otkriveni u američkom pogonu za ubrzanje čestica zvanom Fermilab.

• Nobelova nagrada za fiziku za otkrića u kvantnoj mehanici
• Čovek koji je proslavio Ajnštajna u svetu
• Šta je kvantna apokalipsa
• Ko su bila deca Alberta Ajnštajna i šta je bilo s njima

Oni se nadovezuju na rezultate saopštene 2021. godine u kojima je tim Fermilaba prvi put ostavio mogućnost postojanja pete sile u prirodi.

Od tada je istraživački tim sakupio više podataka i smanjio nesigurnost svojih merenja za faktor od dva, prema doktoru Brendanu Kejsiju, višem naučniku u Fermilabu.

„Zaista smo zašli na potpuno novu teritoriju. Utvrđujemo rezultate merenja većom preciznošću nego ikada pre."

U eksperimentu zvučnog imena 'g minus dva (g-2)', istraživači ubrzavaju subatomske čestice zvane mioni oko prstena prečnika 15 metara, gde se oni obrću 1.000 puta, maltene brzinom svetlosti.

Istraživači su otkrili da bi oni mogli da se ponašaju na način koji ne može da se objasni aktuelnom teorijom, zvanom Standardni model, zbog uticaja neke nove sile u prirodi.

Iako su dokazi jaki, tim iz Fermilaba još nema nedvosmislenu potvrdu za njih.

Nadali su se da će je već do sada imati, ali su se povećale nejasnoće oko toga šta standardni model predviđa za količinu podrhtavajućih miona, zbog napredaka u teorijskoj fizici.

U suštini, promenjena su pravila igre za eksperimentalne fizičare.

Istraživači veruju da će doći do podataka koji su im potrebni i da će se za dve godine teorijska nesigurnost dovoljno suziti da postignu zacrtani cilj.

Rivalski tim, međutim, iz evropskog Velikog hadronskog sudarača (LHC) nada se da će to postići prvi.

(Veliki jer je najveći eksperiment u fizici čestica, sudarač jer sudara snopove čestica, a hadronski jer sudara hadrone - protone i jezgra olova. Napravio ga je CERN.)

Doktor Miteš Patel sa Imperijalnog koledža u Londonu jedan je od hiljade fizičara sa Velikog hadronskog sudarača koji pokušavaju da pronađu greške u Standardnom modelu.

On je za BBC rekao da će prvi ljudi koji pronađu da se eksperimentalni rezultati ne poklapaju sa standardnim modelom dovesti do jednog od najvećih pomaka u fizici svih vremena.

„Merenje ponašanja koje se ne slaže sa predviđanjima Standardnog modela je sveti gral za fiziku čestica.

„To bi bio pucanj iz startnog pištolja za početak revolucije našeg dosadašnjeg shvatanja, zato što je model izdržao sve eksperimentalne probe više od 50 godina."

Fermilab kaže da će njegov sledeći set rezultata biti „konačni obračun" između teorije i eksperimenta koji bi mogao da otkrije nove čestice ili sile.

Šta je, dakle, Standardni model i zašto je dobijanje eksperimentalnog rezultata koji se ne poklapa sa njegovim predviđanjima tako velika stvar?

Sve na svetu oko nas sastoji se od atoma - koji se sastoje od manjih čestica.

One među sobom imaju interakciju da bi stvorile četiri sile u prirodi: elektricitet i magnetizam (elektromagnetizam), dve nuklearne sile i gravitaciju.

Standardni model predviđa njihovo ponašanje i pedeset godina je to savršeno radio, bez ikakvih grešaka.

Mioni su slični elektronima koji orbitiraju oko atoma i zaslužni su za električnu struju, ali su 200 puta veći.

U eksperimentu su naterani da podrhtavaju, uz pomoć snažnih, superprovodljivih magneta.

Rezultati su pokazali da mioni podrhtavaju brže nego što standardni model tvrdi da bi trebalo.

Profesor Gracijano Venanconi sa Univerziteta u Liverpulu, jedan od vodećih istraživača na projektu, rekao je za BBC Njuz da bi to mogla da izaziva nepoznata nova sila.

„Mislimo da bi mogla da postoji neka druga sila, nešto čega do sada nismo bili svesni. To je nešto drugačije, što mi nazivamo 'petom silom'".

„To je nešto drugačije, nešto što još ne poznajemo, ali bi trebalo da je važno, zato što govori nešto novo o Univerzumu."

Ako se potvrdi, to će predstavljati jedno od verovatno najvećih otkrića u poslednjih sto godina, od Ajnštajnovih teorija relativnosti.

To je zato što peta sila i bilo koje čestice povezane sa njom nisu deo Standardnog modela fizike elementarnih čestica.

Istraživači znaju da postoji ono što oni nazivaju „fizikom mimo Standardnog modela", zato što aktuelna teorija ne može da objasni mnoge stvari koje astronomi primećuju u svemiru.

U njih spada i činjenica da galaksije nastavljaju da se ubrzano udaljavaju jedna od druge posle Velikog praska koji je stvorio Univerzum, umesto da se to širenje usporava.

Naučnici kažu da ubrzavanje pokreće nepoznata sila, zvana tamna energija.

Galaksije se takođe okreću brže nego što bi trebalo, prema našem saznanju o tome koliko materijala sadrže.

Istraživači veruju da je to zbog nevidljivih čestica zvanih tamna materija, koje takođe nisu deo Standardnog modela.

Rezultati su objavljeni u časopisu Fizikal rivju leters.

Pratite Palaba na Tviteru

Pratite nas na Fejsbuku,Tviteru i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk

(BBC News, 08.18.2023)