Experimentul „Muon g-2”. La un pas de descoperirea unei noi forțe fundamentale a naturii



De la lipirea unui magnet pe ușa frigiderului până la aruncarea unei mingi de baschet în coș, forțele fizicii au un rol în fiecare moment al vieții noastre.

Toate forțele cu care avem de-a face în fiecare zi pot fi reduse la doar patru categorii: gravitația, electromagnetismul, forța nucleară tare și forța nucleară slabă. Acum, fizicienii spun că au găsit indicii ale unei noi forțe fundamentale a naturii, relatează BBC.

Anunțul a fost făcut în urma cercetărilor efectuate într-un laborator de lângă Chicago.

Cele patru forțe fundamentale guvernează modul în care toate obiectele și particulele din Univers interacționează între ele. De exemplu, gravitația face ca obiectele să cadă la pământ, iar obiectele grele se comportă ca și cum ar fi lipite de podea.

Consiliul pentru Laboratoare de Știință și Tehnologie din Marea Britanie (STFC) a declarat că rezultatul experimentului „Muon g-2” „oferă indicii puternice pentru existența unei particule sub-atomice nedescoperite sau a unei noi forțe”.

Totuși, rezultatele nu sunt considerate încă concludente. În prezent, există o șansă din 40.000 ca rezultatul să fie doar o coincidență statistică – echivalând cu un nivel statistic de încredere descris ca 4.1 sigma.

Pentru a considera concludentă o descoperire este necesar un nivel de 5 sigma, sau o șansă din 3,5 milioane ca observația să fie o coincidență.

„Am descoperit că interacțiunea muonilor nu este în concordanță cu modelul standard (teoria actuală larg acceptată pentru a explica modul în care se comportă elementele de bază ale Universului)”, a spus prof. Mark Lancaster, care este liderul experimentului în Marea Britanie.

„Acest lucru este foarte interesant, deoarece poate indica un viitor cu noi legi ale fizicii, noi particule și o nouă forță pe care nu am văzut-o până în prezent”, a adăugat Lancaster, cercetător la Universitatea din Manchester.

Descoperirea este cea mai recentă dintr-un șir de rezultate promițătoare ale unor experimente de fizică a particulelor făcute în SUA, Japonia și, cel mai recent, la acceleratorul de particule Large Hadron Collider de centrul elvețian CERN.

„Am sentimentul că acest lucru este real. Mi-am dedicat cariera căutării de forțe și particule aflate dincolo de ceea ce știm deja. Acesta este momentul pe care l-am așteptat și sunt atât entuziasmat, că nici nu mai pot să dorm”, a spus prof. Ben Allanach, de la Universitatea Cambridge, care nu a fost implicat în acest experiment.

Experimentul, dsfășurat la Laboratorul Național de Accelerare Fermi (Fermilab) din Batavia, Illinois, caută semne ale unor noi fenomene fizice prin studierea comportamentului particulelor sub-atomice numite muoni.

Există în univers particule chiar mai mici decât atomul. Unele dintre aceste particule sub-atomice sunt formate din constituenți și mai mici, în timp ce altele nu pot fi descompuse în altceva (particule fundamentale).

Muonul este una dintre aceste particule fundamentale; este similar cu electronul, dar de peste 200 de ori mai greu.

Experimentul „Muon g-2” implică trimiterea particulelor în jurul unui inel de 14 metri și apoi aplicarea unui câmp magnetic. Conform legilor actuale ale fizicii, acest lucru ar trebui să facă muonii să se miște într-un anumit ritm.

În schimb, oamenii de știință au descoperit că muonii se mișcă într-un ritm mai rapid decât se aștepta. Acest lucru ar putea fi cauzat de o forță a naturii care este complet nouă pentru știință.

Nimeni nu știe încă ce face această potențială nouă forță, în afară de influențarea muonilor.

Fizicienii cred că ar putea fi asociată și cu o particulă sub-atomică încă nedescoperită. Există mai multe concepte de asemenea particule. Unul se numește leptoquark, altul este bosonul Z.

Luna trecută, fizicienii care lucrează la experimentul LHCb la Large Hadron Collider de la CERN au descris la rândul lorr rezultate care ar putea indica existența unei noi particule și a unei noi forțe.

Dr. Mitesh Patel, de la Imperial College London, care a fost implicat în acest proiect, a spus: „Suntem într-o cursă pentru încerca să obținem, prin unul dintre aceste experimente, o dovadă concludentă că vorbim într-adevăr despre ceva nou. E nevoie de mai multe date și mai multe măsurători și sperăm să ne aducă dovezi că aceste efecte sunt reale”.

O a cincea forță fundamentală ar putea ajuta la explicarea unora dintre marile enigme ale Universului pe care oamenii de știință le-au cercetat în ultimele decenii.

De exemplu, observația că expansiunea Universului este accelerată a fost atribuită unui fenomen misterios cunoscut sub numele de energie întunecată. Dar alți cercetători au sugerat că aceasta ar putea fi dovada unei a cincea forțe a naturii.



Citește mai mult..