Пятая сила природы: что из себя представляют частицы бозонов X17
Все в нашей Вселенной удерживается вместе или порознь благодаря четырем фундаментальным силам: гравитации, электромагнетизму и двумя ядерным взаимодействиям. Однако физики уверены, что обнаружили пятую физическую силу, возникающую из атома гелия.
Исследователи утверждают, что существует странная сила, которую наблюдали уже, как минимум, пару раз. Несколько лет назад ее уже засекали в процессе распада изотопа бериллия. Недавно та же самая команда ученых обнаружила второй пример того, как таинственная сила вступает в игру. По их мнению, ее несут частицы под условным названием X17.
Узнав больше о X17, мы сможем лучше понять силы, управляющие нашей Вселенной. Оно также поможет ученым решить проблему темной материи раз и навсегда.
Атилла Краснахоркаи и его коллеги из Венгерского института ядерных исследований подозревали, что в 2016 году произошло нечто странное. Тогда команда изучала то, как бериллий-8 при распаде испускает свет. Если излучение было достаточно интенсивным, оно превращалось в электрон и позитрон. Две эти частицы отталкивались друг от друга под предсказуемым углом.
Исходя из закона сохранения энергии, с увеличением энергии света, излучающего две частицы, угол между ними должен уменьшаться. Однако на деле Атилла и его коллеги увидели, что расхождение в некоторых точках достигает 140 градусов! Нарушений в самом эксперименте выявлено не было, а потому исследованием вскоре заинтересовались физики по всему миру.
Почему открытие новой физической силы так важно?
Ученые сходятся во мнении, что за это отклонение отвечает совершенно новый, неизвестный науке фундаментальный бозон. Они есть у всех четырех фундаментальных сил во Вселенной – три из них мы уже открыли, а вот бозон гравитации, т.н. «гравитон», пока неуловим. Новая сила также не может быть проявлением какой-то из уже известных – ее бозон обладает уникальной массой (17 мегаэлектронвольт, что примерно в 33 раза больше, чем у электрона) и крошечной продолжительностью жизни.
Теперь же работа велась с атомами гелия. Подобно предыдущему открытию, исследователи обнаружили, что пары электронов и позитронов разделяются под углом, который не соответствует принятым в настоящее время моделям. На этот раз число было ближе к 115 градусам. Работая в обратном направлении, команда рассчитала, что ядро гелия также могло бы создать короткоживущий бозон с массой чуть менее 17 мегаэлектронвольт. Для простоты они назвали частицу X17. Стоит отметить, впрочем, что ей предстоит еще долгий путь до «официальной» частицы, которую мы сможем добавить к любым моделям и уравнениям, описывающим состояния материи.