Fizycy odkrywają nową siłę natury

Badania wywołały podekscytowanie wśród fizyków cząstek elementarnych. Czy drzwi do odpowiedzi na niektóre z najgłębszych tajemnic zostaną otwarte?

Fizycy odkrywają nową siłę natury

Wielki Zderzacz Hadronów; zdjęcie: twitter.com

Fizycy wywołali światowe podekscytowanie po tym jak w marcu 2021 roku znaleźli dowody na istnienie potencjalnie nowej siły natury z pomocą Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC). Teraz, najnowsze wyniki badań, które jeszcze nie zostały zweryfikowane, wydają się być dodatkowym wsparciem dla tej tezy.

Model standardowy, czyli obecnie najlepsza teoria cząstek i sił, jest bez wątpienia najbardziej udaną teorią naukową, jaką kiedykolwiek spisano, a jednocześnie wciąż niekompletną. Znane są cztery podstawowe siłysiły elektromagnetyczna, siła silna i siła słaba oraz grawitacja. Siły te decydują o oddziaływaniu na siebie wszystkich obiektów i cząstek we Wszechświecie. Nie ma jednak wyjaśnienia dla ciemnej materii, która ma być dominująca i nie potrafimy wyjaśnić, w jaki sposób materia przetrwała podczas Wielkiego Wybuchu.

Eksperyment LHCb poszukiwał oznak nowych zjawisk w fizyce, badając zachowanie cząstki subatomowej zwanej mionem. W trakcie badania, naukowcy odkryli, że kwarki dolne rozpadały się na elektrony, a miony chybotały się szybciej, w różnym tempie. Było to naprawdę zaskakujące, ponieważ zgodnie ze standardowym modelem mion jest w zasadzie węglową kopią elektronu. Elektrony i miony powinny być przyciągane z jednakową siłą. Jedynym wyjaśnieniem tego efektu byłoby, gdyby jakaś nowa siła natury, która inaczej przyciąga elektrony i miony, ingerowała w rozpad kwarków.

Mimo, iż wynik wzbudził ekscytację, nie był rozstrzygający i wciąż mógł być przypadkiem. Naukowcy musieli zmniejszyć rozmiar błędu i przeprowadzić dłuższy eksperyment rejestrujący większą liczbę rozpadów. Tym razem rozpady mionów zachodziły tylko o około 70 procent częściej niż rozpady elektronów, ale z większym błędem. Oznacza to, że chociaż sam wynik badania nie jest wystarczająco precyzyjny, aby uzyskać mocne dowody na istnienie nowej siły, jest on bardzo zbliżony do poprzedniego wyniku i dodatkowo wspiera ideę, że możemy być na krawędzi poważnego przełomu. Inne eksperymenty w LHC, a także w eksperymencie Belle 2 w Japonii, zbliżają się do tych samych pomiarów.

W ciągu najbliższych kilku miesięcy lub lat może otworzyć się nowe okno na najbardziej fundamentalne pytania dotyczące naszego Wszechświata.

Zobacz także: Facebook zmieni nazwę

Źródło: sciencealert.com, theconversation.com (CC)