Физики из Германии, Швейцарии и Австралии сообщили об обнаружении возможных следов существования пятой фундаментальной силы, скрытой в атомных ядрах. Если эти результаты подтвердятся, они могут расширить Стандартную модель физики и помочь объяснить некоторые загадочные явления во Вселенной.
На данный момент известно четыре фундаментальные силы в природе: электромагнетизм, гравитация, сильное и слабое ядерные взаимодействия. Однако ученые предполагают, что могут существовать и другие силы, которые проявляются только в крайне малых масштабах.
В новом исследовании ученые сосредоточились на поиске гипотетической пятой силы, которая могла бы влиять на взаимодействие между нейтронами в атомных ядрах и окружающими электронами. Предполагается, что переносчиком этой силы может быть частица Юкавы, существование которой еще не подтверждено.
В отличие от предыдущих попыток найти новую силу в космических масштабах, исследователи изучили поведение электронов в атомах кальция. Когда электроны получают дополнительную энергию, они переходят на более высокие энергетические уровни, а затем возвращаются в исходное состояние. Это время перехода зависит от структуры ядра и может быть предсказано с помощью Стандартной модели. Однако при исследовании изотопов кальция с разным количеством нейтронов ученые заметили отклонения от расчетных значений. Эти аномалии могут свидетельствовать о наличии неизвестного взаимодействия, которое можно объяснить существованием частицы-переносчика с массой от 10 до 10 миллионов электронвольт.
Хотя данные требуют дополнительной проверки, они сузили область поиска пятой силы и предоставили ученым новые ориентиры для будущих экспериментов. Если гипотеза подтвердится, это может помочь в разгадке таких загадок, как природа темной материи или отсутствие антиматерии во Вселенной.