Orice acțiune în fizică este guvernată de un fel de forță de împingere sau de tracțiune. Din câte știm, toate acestea se încadrează într-una din cele patru categorii: electromagnetism, gravitație și două tipuri de forță nucleară. Cu toate acestea, ar putea exista forțe ascunse adânc în micile furtuni ale dinamicii particulelor care au fost pur și simplu prea subtile pentru a fi detectate cu ușurință.
Fizicieni din Germania, Elveția și Australia au impus acum noi restricții cu privire la locul în care un exemplu de „a cincea” forță s-ar putea ascunde în inima atomilor, schimbând șoapte între electroni și neutroni, potrivit Yahoo News.
Marile mistere ale fizicii
Oricât de la îndemână ar fi Modelul standard al fizicii în explicarea fenomenelor cosmice și cuantice, există lacune evidente care îi fac pe fizicieni să se scarpine în cap.
Materia întunecată rămâne evazivă, de exemplu. Nimeni nu știe de ce un anumit tip de materie a ajuns să domine după Big Bang. Iar gravitația este cel mai îndoielnic membru al familiei forțelor, neexistând o teorie cuantică care să-i explice comportamentul.
Introducerea de noi câmpuri și particule ar putea contribui mult la extinderea modelului și, poate, la explicarea acestor fenomene misterioase.
O particulă Yukawa este presupusul mediator al unei posibile forțe din miezul atomilor. Dacă ar exista, ar avea o influență subtilă asupra modului în care particulele care alcătuiesc nucleul unui atom interacționează între ele și, eventual, asupra modului în care interacționează cu electronii.
Forța slabă care acționează între neutroni și electroni
Spre deosebire de încercările recente de a descoperi efectele prezise ale forței la scară cosmică, fizicienii din spatele acestei ultime investigații și-au îndreptat atenția către un spațiu mult mai mic din orbitele din jurul nucleelor a patru tipuri diferite de calciu.
Electronii sunt de obicei confinați în vecinătățile lor prin atracția lor față de particulele încărcate pozitiv din centru. Cu toate acestea, dați-le un impuls și vor vizita pentru scurt timp o orbită superioară în ceea ce se numește tranziție atomică.
Momentul precis al acestui salt depinde în mare măsură de modul în care este construit nucleul, ceea ce înseamnă că un element poate avea tranziții atomice diferite, fiecare în funcție de numărul de neutroni pe care îi are.
Cartografierea acestor variații are ca rezultat ceea ce se numește un complot King, care ar trebui să fie prezis într-o manieră relativ simplă de către Modelul standard. Găsirea unor exemple în care graficul nu corespunde modelului ar putea indica - în teorie - o forță suplimentară slabă care acționează între neutroni și electroni.
Indiciul existenței unei a cincea forțe
Folosind cinci izotopi de calciu în două stări diferite de sarcină, cercetătorii au măsurat tranzițiile atomice la un nivel care a lăsat loc de manevră pentru o mică forță nedescrisă, guvernată de o particulă mediatoare cu o masă undeva între 10 și 10 milioane de electronvolți.
Oricare ar fi ambiguitatea din calculele lor, cercetătorii au demonstrat că aceasta se datorează în mare parte unui singur factor - ceea ce ar putea fi un indiciu al existenței unei a cincea forțe.
Ar fi nevoie de experimente suplimentare și de calcule îmbunătățite pentru a confirma dacă orice dinamică din cadrul abaterilor rezultate a fost rezultatul fizicii cunoscute sau al ipotezei interacțiunii Yukawa, dar cercetătorii au acum o idee mai bună despre ce să caute, cel puțin.
Această cercetare a fost publicată pe 10 iunie în Physical Review Letters.
Ştiri video recomandate
