Ученые из Германии, Швейцарии и Австралии обнаружили возможные признаки пятой фундаментальной силы, которая может скрываться в атомных ядрах.
Известные природоведческие взаимодействия сводятся к четырем фундаментальным силам: электромагнетизму, гравитации, сильной и слабой ядерным взаимодействиям. Ученые предполагают существование других сил, пока не обнаруженных, проявляющихся лишь в очень малых масштабах.
Физики в новом исследовании изучают гипотетическую пятую силу, которая могла бы влиять на взаимодействие нейтронов в атоме с окружающими их электронами. Переносчиком этой силы может быть частица Юкавы, существование которой пока не доказано.
В отличие от прошлых попыток обнаружения новой силы в космосе, исследователи изучили поведение электронов в атомах кальция. При получении дополнительной энергии электроны переходят на более высокие энергетические уровни, после чего возвращаются в начальное состояние. Продолжительность этого перехода зависит от структуры ядра и предсказуема с помощью Стандартной модели.
Изучая изотопы кальция с разной массой, учёные обнаружили небольшие расхождения в расчётах. Эти отклонения могут свидетельствовать о воздействии неизвестного взаимодействия, которое можно связать с частицей-переносчиком массой от 10 до 10 миллионов электронвольт.
Полученные данные нуждаются в дополнительной проверке, но сужают область поиска пятой силы и предоставляют ученым новые ориентиры для экспериментов. Подтверждение гипотезы могло бы пролить свет на тайны природы темной материи и отсутствия антиматерии во Вселенной.
Исследование опубликовано в журнале .