Zespół naukowców z Niemiec, Szwajcarii i Australii w swoim najnowszym projekcie badawczym skupił się na niezwykle subtelnych oddziaływaniach zachodzących między elektronami a neutronami wewnątrz jąder atomowych. W ramach projektu naukowcy przyjrzeli się dokładniej izotopom wapnia i temu, jak elektrony krążą wokół jądra na określonych poziomach energetycznych. Kiedy elektrony pochłaniają energię, przeskakują na wyższy poziom — zjawisko to znane jest jako przejście atomowe. Energia potrzebna do takiego przeskoku zależy między innymi od liczby neutronów w jądrze atomu.
Aby wykryć potencjalne anomalie, naukowcy porównali te przejścia w pięciu różnych izotopach tego pierwiastka. Na podstawie wyników stworzyli tzw. wykres Kinga — narzędzie służące do analizy zależności między parametrami izotopów. Zgodnie z przewidywaniami Modelu Standardowego fizyki, dane powinny układać się w przewidywalny wzór. Tymczasem pomiary wykazały subtelne, lecz wyraźne odchylenie od tej normy.
Czytaj także: Niewyjaśnione zjawiska na orbicie Ziemi. Piąta siła natury?
To właśnie to odchylenie przykuło uwagę fizyków. Choć różnice są tu minimalne, są też spójne i powtarzalne — co może sugerować wpływ nowej cząstki o masie z zakresu od 10 do 10 milionów elektronowoltów. Teoretycznie taka cząstka, zgodnie z wcześniejszymi hipotezami, mogłaby odpowiadać właśnie za oddziaływanie pośredniczące w tzw. piątej sile natury. Jednym z kandydatów do roli tej cząstki jest hipotetyczna cząstka Yukawy, która mogłaby wpływać na sposób, w jaki neutrony oddziałują z elektronami.
Warto przypomnieć, że choć Model Standardowy jest obecnie najdokładniejszym opisem otaczającej nas rzeczywistości, to nie tłumaczy wszystkiego.
Jak by nie patrzeć, nie potrafi wyjaśnić istnienia ciemnej materii, asymetrii między materią a antymaterią po Wielkim Wybuchu ani nie oferuje spójnego opisu grawitacji na poziomie kwantowym. Wszystko to wskazuje, że nasza wiedza o podstawowych mechanizmach rządzących światem może być wciąż niepełna.
Czytaj także: W skorupie ziemskiej zapisał się ślad tej siły. Na co dzień nie zwracamy na nią żadnej uwagi
Choć wyniki badań nie stanowią jeszcze jednoznacznego dowodu na istnienie piątej siły, to wyznaczają ciekawy kierunek dla dalszych eksperymentów. Potrzebne będą dalsze, jeszcze dokładniejsze pomiary oraz niezależne potwierdzenie wyników, aby jednoznacznie stwierdzić, czy zaobserwowane anomalie to rzeczywiście ślady nowej fizyki, czy jedynie granice precyzji obecnych technik obserwacyjnych i pomiarowych.
Jedno jest pewne — jeśli piąta siła rzeczywiście istnieje, może zrewolucjonizować nasze rozumienie natury i doprowadzić do przedefiniowania podstawowych praw fizyki.