სამყაროში ყველაფერს ერთად უყრის თავს ან ანგრევს ოთხი ფუნდამენტური ძალა — გრავიტაცია, ელექტრომაგნეტიზმი და ორი ბირთვული ურთიერთქმედება. თუმცა, ფიზიკოსები ახლა ფიქრობენ, რომ ჰელიუმის ატომში შენიშნეს მეხუთე ფიზიკური ძალის მოქმედებაც.
ეს პირველი შემთხვევა არ არის, როცა მეცნიერები მისი დაფიქსირების შესახებ აცხადებენ. რამდენიმე წლის წინ, მათ ის ბერილიუმის იზოტოპის დაშლაში შენიშნეს. ფიზიკოსთა ამავე ჯგუფმა ამჯერად ამ იდუმალი ძალის მოქმედების მეორე მაგალითი იხილა. ნაწილაკს, რომელიც მათი აზრით მას ატარებს, X17 უწოდეს.
თუ ეს აღმოჩენა დადასტურდა, X17-ის უკეთ შესწავლა უკეთეს წარმოდგენას შეგვიქმნის სამყაროს მმართველი ძალების შესახებ; გარდა ამისა, შეიძლება მეცნიერებს დაეხმაროს, ერთხელ და სამუდამოდ გადაჭრან ბნელი მატერიის პრობლემაც.
უნგრეთის ბირთვული კვლევების ინსტიტუტის მეცნიერი ატილა კრაშნაჰორკეი და მისი კოლეგები ეჭვობენ, რომ 2016 წელს რაღაც უცნაური ხდებოდა, როცა ანალიზები ჩაუტარეს ბერილიუმ-8-ის მიერ დაშლისას გამოყოფილ სინათლეს.
თუ ამ სინათლეს საკმარისი ენერგია აქვს, გარდაიქმნება ელექტრონად და პოზიტრონად, რომლებიც ერთმანეთისგან პროგნოზირებადი კუთხით გარბიან, შემდეგ კი კვლავ ახლოვდებიან.
ენერგიის შენახვის კანონზე დაყრდნობით, როცა ორი ნაწილაკის წარმომქმნელი სინათლის ენერგია იზრდება, მათ შორის კუთხე უნდა შემცირდეს. ყოველ შემთხვევაში, ამას მიუთითებს სტატისტიკა.
უცნაურია, მაგრამ ასეთი რამ ვერ იხილეს კრაშნაჰორკეიმ და მისმა ჯგუფმა. კუთხეების დათვლისას, მათ შენიშნეს რომ იზრდებოდა იმ ელექტრონებისა და პოზიტრონების ოდენობა, რომლებიც ერთმანეთს 140-გრადუსიანი კუთხით ეყოფოდნენ.
კვლევა საკმაოდ ძლიერი იყო და მალევე მიიქცია მსოფლიოს სხვა მკვლევართა ყურადღება, რომლებიც ვარაუდობდნენ, რომ ამ ანომალიის გამომწვევი უნდა ყოფილიყო სრულიად ახალი ნაწილაკი.
ეს არ უნდა იყოს რომელიმე ძველი ნაწილაკი; როგორც მახასიათებლები მიუთითებს, ის უნდა იყოს ფუნდამენტური ბოზონის სრულიად ახალი სახე.
ასეთი პრეტენზია კი, უბრალო საქმე როდია. ჩვენთვის ამჟამად ცნობილია ოთხი ფუნდამენტური ძალა და ვიცით, რომ სამ მათგანს აქვს ბოზონები, რომლებიც ატარებენ შეტყობინებებს მიზიდვისა და უკუგდების შესახებ.
გრავიტაციის ძალას ატარებს ჰიპოთეტური ნაწილაკი, რომელსაც „გრავიტონს“ უწოდებენ, მაგრამ სამწუხაროდ, მეცნიერებს ის ჯერ არ დაუფიქსირებიათ.
შეუძლებელია, ეს ახალი ნაწილაკი ცნობილი ოთხი ძალიდან რომელიმეს ატარებდეს, რადგან აქვს განსხვავებული მასა (17 მეგაელექტრონვოლტი) და სიცოცხლის ციცქნა ხანგრძლივობა (10-14 წამი).
შესაბამისად, ყველაფერი იმაზე მიუთითებს, რომ ამ ბოზონს რაღაც ახალი, მეხუთე ძალა გდააქვს. თუმცა, ფიზიკოსებს ნაადრევად ზეიმი არ სურთ. ახალი ნაწილაკის პოვნა ფიზიკაში ყოველთვის უდიდესი ამბავია და გულდასმით შემოწმებას მოითხოვს. არ უნდა დაგვავიწყდეს განმეორებითი ექსპერიმენტის აუცილებლობაც.
საბედნიეროდ, კრაშნაჰორკეი და მისი ჯგუფი მიღწევას არ დასჯერდა. ამის შემდეგ, ბერილიუმ-8-ის დაშლიდან ფოკუსი მათ აღგზნებული ჰელიუმის ბირთვის მდგომარეობის ცვლილებაზე გადაიტანეს.
მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ წინა აღმოჩენის მსგავსად, ელექტრონებისა და პოზიტრონების წყვილები ერთმანეთს გამოეყოფოდნენ კუთხით, რომელიც არ ემთხვეოდა ამჟამად მიღებულ მოდელებს. ამჯერად, რიცხვი ახლოს იყო 115 გრადუსთან.
ჯგუფმა გამოთვალა ისიც, რომ ჰელიუმის ბირთვი ასევე აწარმოებს ხანმოკლე სიცოცხლის მქონე ბოზონს, რომლის მასაც 17 მეგაელექტრონვოლტს ქვემოთაა.
სიმარტივისათვის მას X17 უწოდეს. ჯერ დიდი დროა იქამდე, ვიდრე მატერიის რომელიმე მოდელს ამ ნაწილაკს ოფიციალურად დავამატებთ.
2016 წლის ექსპერიმენტი გავლენიან სამეცნიერო ჟურნალ Physical Review Letters-ში გამოქვეყნდა, მაგრამ ახალი კვლევა ჯერ რეცენზირებას გადის.
თუკი ეს ახალი ბოზონი ექსპერიმენტის რაიმე ხარვეზით გამოწვეული ილუზია არ არის, ის ფაქტი, თუ როგორ ურთიერთქმედებს იგი ნეიტრონებზე, მიუთითებს ძალაზე, რომელიც ოთხი ტრადიციული ძალისგან სრულიად განსხვავებულად მოქმედებს.
დღეისათვის ფიზიკის ერთ-ერთი უდიდესი საიდუმლოებაა ბნელი მატერიის აჩრდილისებრი მიზიდულობა. ახალი ფუნდამენტური ნაწილაკი შეიძლება ამ საიდუმლოს ამოხსნაში დაგვეხმაროს, ანუ შემოგვთავაზოს გზა, რომლითაც ხილული მატერია უხილავთან არის დაკავშირებული.
მართლაც, ბნელი მატერიის რამდენიმე ექსპერიმენტს თვალი ეჭირა 17 მეგაელექტრონვოლტიან უცნაურ ნაწილაკზე. მიუხედავად იმისა, რომ ვერაფერი იპოვეს, დასკვნების გამოტანა ჯერ ნაადრევია.
ცნობილი ძალებისა და მათი ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის გადაწყობა და ამ ოჯახში ახალი წევრისთვის ოთახის გამოთავისუფლება მეცნიერებაში უდიდესი ცვლილებების დასაწყისი იქნება.
კვლევის რეცენზირებამდელი ვერსიის ხილვა შესაძლებელია arXiv-ზე.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
