Странното поведение на субатомна частица може да разтърси физиката

Странното колебание на субатомна частица, наречена мюон, в лабораторен експеримент в САЩ, засилва подозренията на учените, че пропускат нещо в разбирането си за физиката - може би някаква неизвестна частица или сила, предаде Ройтерс. 
Изследователи оповестиха нови открития за мюона - магнитна и отрицателно заредена частица, подобна на своя "братовчед" електрона, но 200 пъти по-масивна, в експеримента им, извършен в Националната ускорителна лаборатория "Ферми" в Батавия, Илинойс. 
Експериментът изследва колебанията на мюоните при преминаването им през магнитно поле. Мюонът, подобно на електрона, има малък вътрешен магнит, който го кара да се колебае. 
Измерената в експеримента скорост на колебанието обаче се различава значително от прогнозираната въз основа на Стандартния модел на физиката на частиците - теорията, която обяснява как си взаимодействат основните градивни елементи на материята, управлявани от четири фундаментални сили във Вселената.
Новите открития, надграждащи данни, публикувани през 2021 г., продължават да намекват за някакъв загадъчен фактор, който играе роля, докато изследователите се опитват да изяснят несъответствието между теоретичната прогноза и действителните експериментални резултати.
"Търсим индикация, че мюонът взаимодейства с нещо, за което не знаем. Може да е всичко: нови частици, нови сили, нови измерения, нови характеристики на пространство-времето, всичко", казва Брендън Кейси, старши учен във "Ферми" и един от авторите на научната статия за откритията, публикувана в сп. "Физикъл ривю летърс" (Physical Review Letters).
"Харесвам щурите неща, така че бих искал това да е нещо като нарушение на Лоренц или някакво друго ново свойство на самото пространство-време. Това би било лудешко и революционно", добавя Кейси.
Ученият визира принцип, наречен Лоренцова ковариантност, според който законите на физиката са еднакви навсякъде.
"Да, оправдано е да се каже, че това може да сочи към неизвестни частици или сили", отбелязва Ребека Числет, физик и съавтор на изследването от лондонския Юнивърсити колидж.
"Понастоящем заради новите резултати е трудно да се каже точно какво е несъответствието между двете (прогнозирано и наблюдавано поведение на мюони), но теоретиците работят усилено, за да разрешат казуса", допълва Числет. 
Експериментът е проведен при минус 450 градуса по Фаренхайт (минус 268 градуса по Целзий). Изследователите са изстреляли снопове от мюони в свръхпроводящ магнитен пръстен с форма на поничка с диаметър 15 метра. Докато са се движили около пръстена със скорост, близка до тази на светлината, мюоните са взаимодействали с други субатомни частици, които, подобно на миниатюрни партньори в танца, са променяли тяхното колебание. 
Резултатите от 2021 г. също показват необичайно колебание. Новите резултати се основават на четирикратно по-голямо количество данни, което засилва доверието в тях.
"С всички тези нови знания резултатът все още съвпада с предишните и това е изключително вълнуващо", отбелязва Ребека Числет.
Изследователите се надяват да обявят окончателните си открития, използвайки всички събрани данни, след около две години.
"Експериментът измерва колко бързо се въртят мюоните в магнитно поле. Концепцията е проста. Но за да се достигне до необходимата точност, са необходими години на изграждане на експеримента и събиране на данни. Трябва да бъдем търпеливи. Тук има нещо фундаментално, което изглежда пропускаме, и това е изключително интригуващо", казва Брендън Кейси.