Физики нашли новые подтверждения существования «пятой» фундаментальной силы — Naked Science
21.11.2019
6 минут
Сергей Васильев
23222

Физики нашли новые подтверждения существования «пятой» фундаментальной силы

Эксперименты снова указали на существование частицы Х17 — загадочного бозона-переносчика еще неизвестного фундаментального взаимодействия.

©Wright Lab, Yale University

По существующим сегодня представлениям, все многообразие взаимодействий в нашем мире сводится к проявлениям четырех фундаментальных сил: гравитации, электромагнетизму, сильному и слабому ядерным взаимодействиям. Возможно, однако, что ими дело не исчерпано — и еще одна, пока что неизвестная форма взаимодействий позволит объяснить некоторые до сих пор нерешенные проблемы физики.

В 2015 году венгерские ученые сообщили о возможных указаниях на существование такой «пятой силы», обнаруженных в виде аномалий распада нестабильного изотопа бериллия-8. Годом позже их анализ повторили — и подтвердили — физики из США. А в новой работе Атилла Кразнахоркай (Attila Krasznahorkay) и его коллеги из венгерского Института ядерных исследований (Atomki) приводят дополнительные свидетельства в пользу существования загадочной частицы, условно названной бозоном X17. Об этом они сообщают в статье, представленной в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.org.

Сами по себе изотопы бериллия-8 крайне нестабильны, и в экспериментах их получали бомбардировкой лития-7 протонами. Короткоживущие ядра бериллия тут же распадались с испусканием фотона, который, в свою очередь, сразу распадался на электрон и позитрон. Благодаря закону сохранения, угол разлета этой пары частиц тем меньше, чем больше энергия исходного фотона. Как и ожидалось, чем шире угол — тем меньше частиц наблюдали ученые.

Однако на угле величиной около 140° обнаружился внезапный скачок образования электрон-позитронных пар. В статье 2015 года физики не нашли этому иного объяснения, кроме как существование другой, пока неизвестной частицы, распад которой создает такую аномалию. Масса ее должна составлять около 16,7 МэВ, время жизни — порядка десятых миллиардных долей секунды. По предположению ученых, X17 может оказаться калибровочным бозоном — переносчиком пятого, пока неописанного фундаментального взаимодействия.

Стандартный и аномальный распад бериллия-8 / Lucy Reading-Ikkanda, Quanta Magazine

Стандартная модель современной физики элементарных частиц связывает каждую из фундаментальных сил с соответствующими калибровочными бозонами: глюоны — для сильного, фотоны — для электромагнитного и так далее. Взаимодействие, за которое может быть ответствен бозон X17 (цифра соответствует массе частицы — примерно в 33 раза тяжелее электрона), пока не известно. Тем не менее венгерские ученые еще раз подтвердили его существование в новых экспериментах.

На сей раз авторы обратились к испусканию электрон-позитронных пар возбужденными ядрами гелия, происходящем при их возвращении к более низкому энергетическому состоянию. Аномальное количество частиц обнаружилось на углах около 115°, и расчеты также позволили связать этот пик с частицей массой около 16,84 МэВ. И хотя до «официального признания» нового бозона Х17 еще далеко, Атилла Кразнахоркай и его коллеги преследуют его с завидным упорством.

Пока их статья еще готовится к отправке рецензентам авторитетного журнала, но нет сомнений, что уже в ближайшее время к анализу этих результатов — и поиску новых свидетельств существования загадочной частицы — подключатся другие команды исследователей.

Позавчера, 12:17
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

6 часов назад
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

6 часов назад
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: