En liten vacklande partikel kan visa på existensen av en femte naturkraft enligt forskare bakom ett av de största
partikelfysikexperimenten.
Det är fysiker vid Fermi National Accelerator
Laboratory (Fermilab) som finns nära Chicago som hittat bevis för att myonen (en subatomär
partikel) vacklar mycket mer än den borde
och det tros bero på att en okänd kraft påverkar den.
En
myon är en elementarpartikel som liknar elektronen bland annat eftersom den likt
elektronen har en negativ laddning. Men myonen
har betydligt högre massa (105,6 MeV/. Myoner uppstår i den övre atmosfären
genom kosmisk strålning.
Resultaten bygger på ett tidigare experiment från 2021. Om resultaten stämmer och de teoretiska kontroverserna kring dessa mätningar kan övervinnas, representerar det ett genombrott i fysiken av ett slag som inte skett på 50 år då den dominerande teorin för att förklara subatomära partiklar stelnade. Med andra ord har myonens minut-vacklande - känt som dess magnetiska ögonblick - potentialt skakat vetenskapens grundvalar, beskriver Brendan Casey, seniorforskare vid Fermilab som arbetat med experimentet, känt som Myon g-2, i ett uttalande. Vi bestämmer det magnetiska ögonblicket med bättre precision än det någonsin har gjorts tidigare. Myoner har även en egenskap som kallas spinn vilken gör att de beter sig som om de var små magneter vilket får dem att vackla som minigyroskop när de är i ett magnetfält.
För att undersöka myonens vacklande skickade fysiker
vid Fermilab partiklarna som flyger runt ner till -268 grader Celsius i en supraledande
magnetring med nästan ljusets hastighet - en hastighet som på grund av
relativistisk tidsutvidgning förlänger myonernas korta livslängd med en faktor
på cirka 3.
Genom att se hur myoner vacklade när de gjorde
tusentals varv runt ringen som var av en längd av 15 meter sammanställde fysikerna
data som tyder på att myonen vacklade mycket mer än den borde göra.
Förklaringen, säger forskarna är förekomsten av
något som ännu inte finns i standardmodellen av partikelvärlden - uppsättningen
av ekvationer som förklarar alla subatomära partiklar har varit oförändrad
sedan mitten av 1970-talet. Men nu bör den ändras.
Detta mystiska något kan nämligen vara en helt okänd
naturkraft (de kända fyra är gravitationell, elektromagnetiska och de starka
och svaga kärnkrafterna). Alternativt kan det vara en okänd exotisk partikel
som upptäckts, bevis på en ny dimension eller en oupptäckt aspekt av rumtiden.
Men hur det än är tyder fysikernas data på att något
okänt knuffar och drar i myonerna i ringen.
Forskarna har skickat in sitt arbete för publicering
i tidskriften Physical Review Letters.
Bild pxfuel.com
