Ученые выдвинули предположение о существовании пятого вида фундаментальных сил природы

Издавна было принято считать, что природа снабдила нас четырьмя видами фундаментальных сил. Гравитационные силы удерживают планеты, звезды и галактики, а электромагнитные силы скрепляют атомы молекул в единое целое. На самом маленьком уровне проявляются две других силы, силы сильных ядерных взаимодействий, которые скрепляют ядра атомов, и силы слабых ядерных взаимодействий, определяющие целый ряд физических явления и процессов на субатомном уровне. Все эти силы в достаточной степени объясняют все, что мы наблюдаем в окружающем нас мире. Однако не так давно, группа ученых-физиков из Венгрии выдвинула предположение о возможности существования пятого вида фундаментальных сил, о природе которых нам еще ничего не известно.

Работа Аттилы Крачнэхоркай (Attila Krasznahorkay) и его группы из Института ядерных исследований (Institute for Nuclear Research) венгерской Академии Наук в Дебрецене, законченная в прошлом году, изначально не привлекла сильного внимания научного сообщества. Однако, группа ученых в области теоретической физики, возглавляемая Джонатаном Фенгом (Jonathan Feng) из Калифорнийского университета в Ирвине, проверила результаты исследований венгерских ученых. И эта проверка показала, что новая фундаментальная сила вполне может существовать, не нарушая базовых физических законов.

Возможность существования пятой фундаментальной силы не является полной неожиданностью. Количество материи, которую мы можем увидеть и «пощупать», составляет всего около пятой части от общего количества материи во Вселенной, остальное приходится на долю таинственной темной материи и энергии. Темная материя проявляется только гравитационными воздействиями, с точки зрения электромагнетизма она абсолютно «инертна», поэтому ее пока невозможно увидеть и ощутить даже при помощи самых высокочувствительных научных приборов.

Венгерские ученые наткнулись на факты существования пятой силы во время поисков так называемого «темного фотона», экзотического вида фотонов света, который может взаимодействовать с темной материей. Для этого они облучали полосу из лития протонами, после чего литий превращался в нестабильный изотоп бериллия, который, распадаясь, излучает пары электронов и позитронов, «антиматериальных» аналогов электронов. Когда луч протонов падает на поверхность лития под определенным углом, порядка 140 градусов, количество излучаемых электронов и позитронов заметно превышает значение, полученное путем теоретических расчетов. И ученые высчитали, что эти излишки могут являться следами новой частицы, которая в 34 раза тяжелей электрона и в недрах которой могут скрываться проявления фундаментальных сил нового типа.

В основном физическое научное сообщество отнеслось достаточно скептически к предположению о существовании пятой фундаментальной силы. Тем не менее, некоторые исследователи, включая ученых CERN, Национальной лаборатории ускорителей (National Accelerator Facility) в Вирджинии, США, начали проведение своих собственных экспериментов, целю которых является подтверждение или опровержение результатов, полученных венгерскими учеными.