ТАСС, 20 ноября. Наблюдения за формированием и распадами атомов гелия помогли ученым из Венгрии найти новые намеки на существование еще одного бозона, переносчика "пятой силы природы". Его существование не укладывается в рамки Стандартной модели. О результатах их экспериментов рассказывает научно-популярный портал ScienceAlert со ссылкой на статью ученых, которую разместила библиотека научных публикаций arXiv.org.
Три года назад Атилла Краснахоркаи из Института ядерной физики Венгерской академии наук в Дебрецене и его коллеги опубликовали необычные результаты наблюдений за тем, какие процессы происходят внутри атомов бериллия-8, возникающих внутри листа из лития при его бомбардировке протонами.
Часть них переходит в особое возбужденное состояние, которое со временем распадается. В некоторых случаях этот процесс сопровождается не выделением энергии в виде фотонов, квантов света, а приводит к рождению пары "электрон-позитрон", своеобразного мини-атома из простейших частиц материи и антиматерии. Само по себе это не представляет собой что-то новое или необычное, однако венгерские ученые обнаружили, что в некоторых случаях эти мини-атомы распадаются не так, как это предсказывает Стандартная модель. По их мнению, часть этих пар возникала благодаря некой пятой фундаментальной силе природы, которая существуюет независимо от уже открытых четырех сил.
Эта идея сразу вызвала скепсис в научном сообществе. В частности, другие физики предположили, что если переносчик этой силы, который венгерские ученые назвали "Х-бозоном", действительно обладает крайне малой массой - около 17 мегаэлектронвольт (МэВ), то уже существующие ускорители частиц должны были зафиксировать следы его существования десятки лет назад. Этого до сих пор не произошло, что заставляет многих теоретиков сомневаться в интерпретации результатов эксперимента.
По следам "новой физики"
Краснахоркаи и его коллеги провели еще одну серию экспериментов, в рамках которых они попытались повторить эти странности, используя другой набор исходных материалов. На этот раз ученые использовали в качестве мишени не литий, а пластинку из молибдена, которая была насыщена тритием, самым тяжелым изотопом водорода.
Столкновения атомов трития с протонами, как объясняют ученые, иногда приводят к рождению особой формы гелия-4, которая находится в том же возбужденном состоянии, что и ядра бериллия-8 в их прошлом эксперименте. В этом случае, однако, процесс формирования пар позитронов и электронов жестко ограничен законами электромагнетизма и квантовой физики, чем воспользовались венгерские ученые для того, чтобы отсеять разного рода помехи.
Их новые замеры подтвердили, что и в этом случае пары "электрон-позитрон" распадались не так, как это предсказывает Стандартная модель. Эти замеры несколько отличались от прошлых результатов - "неправильный" угол разлета продуктов распада этих мини-атомов был чуть меньше, чем в прошлый раз, как и масса самого Х-бозона - она составила 16,8 МэВ. Тем не менее, они оказались очень близки друг к другу, а расхождения Краснахоркаи и его коллеги связывают с различиями в механизме распадов этой частицы в случае с бериллием и гелием.
Качество этих замеров, как отмечают ученые, заметно выше той символической отметки, которую принято считать уровнем полноценного открытия в мире физики частиц - 5 сигма, что соответствует статистической погрешности в один шанс на 3,5 миллиона попыток. В данном случае эта вероятность составляет 7,2 сигма, или один шанс на 10 триллионов попыток.
Что интересно, столь же качественные, но совершенно другие результаты получила российских и европейских ученых, которые пытались найти следы X-бозона в рамках эксперимента NA64, который сейчас проводится в ЦЕРН. В прошлом году они заявили, что им не удалось найти эту частицу в широком диапазоне масс, однако они не смогли полностью исключить возможность ее существования.
Краснахоркаи и его коллеги надеются, что последующие эксперименты, такие как DarkLight и FASER, помогут или доказать существование "пятой силы природы", или же укажут, почему венгерские физики получили одинаковые ошибочные результаты в разных экспериментах.
