Vědci jsou možná na pokraji objevu páté přírodní síly

11. 8. 2023

Dr. Mitesh Patel z londýnské Imperial College uvedl:  "Mluvíme o páté síle, protože chování [v těchto experimentech] nemůžeme nutně vysvětlit pomocí čtyř sil, které známe."

Údaje pocházejí z experimentů na americkém urychlovači částic Fermilab, které zkoumaly, jak se subatomární částice zvané miony - podobné elektronům, ale asi 200krát těžší - pohybují v magnetickém poli.

Patel vysvětluje, že miony se chovají trochu podobně jako dětská točící se střecha, když se otáčejí kolem osy magnetického pole. Jak se však miony pohybují, kmitají. Frekvenci tohoto kmitání lze předpovědět pomocí standardního modelu.

Zdá se však, že experimentální výsledky z laboratoře FermiLab těmto předpovědím neodpovídají.

Prof. Jon Butterworth z University College London, který pracuje na experimentu Atlas na Velkém hadronovém urychlovači (LHC) v Cernu, řekl:  "Chvění je způsobeno interakcí mionu s magnetickým polem. Ve standardním modelu je lze vypočítat velmi přesně, ale tento výpočet zahrnuje kvantové smyčky, v nichž se objevují známé částice.

"Pokud se měření neshodují s předpovědí, mohlo by to být znamením, že se ve smyčkách objevuje nějaká neznámá částice - která by mohla být například nositelem páté síly."

Tato zjištění navazují na předchozí práci laboratoře FermiLab, která ukázala podobné výsledky.

Patel však uvedl, že existuje "problém", a poznamenal, že mezi prvními výsledky a novými údaji vzrostla nejistota kolem teoretické předpovědi frekvence.

To by podle něj mohlo situaci změnit. "Možná to, co vidí, je standardní vědecké myšlení - takzvaný standardní model," řekl Patel.

Existují i další problémy. Butterworth uvedl: "Pokud se nesrovnalost potvrdí, budeme si jisti, že je tu něco nového a vzrušujícího, ale nebudeme si jisti, co přesně to je. V ideálním případě by diskrepance poskytla informace pro nové teoretické myšlenky, které by vedly k novým předpovědím - například o tom, jak bychom mohli najít částici, která je nositelem nové síly, pokud to tak je. Konečným potvrzením by pak bylo sestavení experimentu, který by tuto částici přímo objevil."

Experimenty ve Fermilabu nejsou jediné, které naznačují možnost existence páté síly: práce na urychlovači LHC rovněž přinesla lákavé výsledky, i když v jiném typu experimentu, který se zabývá rychlostí, s jakou vznikají miony a elektrony při rozpadu určitých částic.

Patel, který pracoval na experimentech LHC, však uvedl, že tyto výsledky jsou nyní méně koherentní.

"Jsou to různé experimenty, které měří různé věci, a může, ale nemusí mezi nimi být souvislost," řekl.

Butterworth dodal, že neočekávaná frekvence kmitání mionů je jedním z nejdéle trvajících a nejvýznamnějších rozporů mezi měřením a standardním modelem.