Σάββατο, 20 Αυγούστου 2016

Ενδείξεις για μία άγνωστη δύναμη υπόσχονται επανάσταση στη Φυσική.

  • Παρά τα εντυπωσιακά πειραματικά «εργαλεία» που έχουν στη διάθεσή τους οι επιστήμονες, είναι πιθανόν μία μυστηριώδης δύναμη, η οποία συμπληρώνει τους τέσσερις γνωστούς τρόπους αλληλεπίδρασης της ύλης, να έχει καταφέρει να διατηρήσει καλά κρυμμένη την παρουσία της στη φύση.


Αυτό υποστηρίζουν... θεωρητικοί φυσικοί από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, σε μελέτη τους στο περιοδικό Physical Review Letters. Αναλύοντας πειραματικά δεδομένα, στη μελέτη τους οι επιστήμονες καταλήγουν σε ενδείξεις ύπαρξης ενός άγνωστου έως σήμερα υποατομικού σωματιδίου, το οποίο παραπέμπει σε μία εξίσου άγνωστη θεμελιώδη δύναμη.
Η ομάδα από το αμερικανικό πανεπιστήμιο ξεκαθαρίζει πως η ανάλυσή τους δεν είναι τελεσίδικη, κάτι που σημαίνει πως θα πρέπει να ελεγχθεί πειραματικά. Ωστόσο, μεταγενέστερα πειράματα την επιβεβαιώσουν, τότε αυτή η εξέλιξη θα σημαίνει μία επανάσταση για τη φυσική.
«Εδώ και δεκαετίες, γνωρίζουμε ότι υπάρχουν τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις: η βαρυτική, η ηλεκτρομαγνητική, η ασθενής πυρηνική και η ισχυρή πυρηνική. Αν επιβεβαιωθεί πειραματικά, αυτή η ανακάλυψη θα αλλάξει τον τρόπο που κατανοούμε το σύμπαν, επηρεάζοντας επίσης την προσπάθεια ενοποίησης των δυνάμεων και την εξήγηση της σκοτεινής ύλης», σημειώνει ο Τζόναθαν Φενγκ, καθηγητής στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και μέλος της ομάδας, στο σάιτ του αμερικανικού ιδρύματος.
Η ανάλυση προχωρά ένα βήμα παραπέρα από τη μελέτη που δημοσίευσαν στα μέσα της περασμένης χρονιάς πειραματικοί φυσικοί από την Ουγγρική Ακαδημία Επιστημών, αναζητώντας «σκοτεινά φωτόνια». Τα «σκοτεινά φωτόνια» είναι ένα υποθετικό είδος σωματιδίων, το οποίο έχει προταθεί στο πλαίσιο εξήγησης της σκοτεινής ύλης, δηλαδή του μυστηριώδους υλικού που αντιστοιχεί στο 27% της ύλης-ενέργειας του σύμπαντος.
Στη μελέτη τους, οι Ούγγροι επιστήμονες περιγράφουν μία ανωμαλία που παρατήρησαν στα πειράματά τους, η οποία υποδήλωνε την ύπαρξη ενός σωματιδίου φωτός 30 φορές βαρύτερου από το ηλεκτρόνιο. Σύμφωνα με τον Φενγκ, τότε δεν ήταν ξεκάθαρο κατά πόσο η ανωμαλία παρέπεμπε σε ένα νέο «συστατικό» της ύλης ή σε ένα σωματίδιο χωρίς μάζα, το οποίο λειτουργεί ως φορέας κάποιας δύναμης.
Έτσι, οι φυσικοί από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια μελέτησαν τα δεδομένα της ομάδας από την Ουγγαρία, όπως και άλλα προγενέστερα πειράματα, δείχνοντας ότι αυτά αντιβαίνουν στην ύπαρξη των «σκοτεινών φωτονίων», αλλά και στο ενδεχόμενο το σωματίδιο αυτό να έχει μάζα.
Αντίθετα, διατύπωσαν μία θεωρία που εξηγεί όλα τα πειραματικά δεδομένα, προτείνοντας ότι «πίσω» το σωματίδιο βρίσκεται μία πέμπτη θεμελιώδης δύναμη. Έτσι, το σωματίδιο αυτό, το οποίο ονόμασαν «φωτοφοβικό μποζόνιο Χ», είναι φορέας αυτής της δύναμης.
Τη στιγμή που η συμβατική ηλεκτρική δύναμη δρα στα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια, δηλαδή τα σωματίδια που έχουν φορτίο, μέσω του «φωτοφοβικού μποζόνιου Χ» φαίνεται πως αλληλεπιδρούν μόνο τα ηλεκτρόνια και τα νετρόνια. Επίσης, δείχνει να έχει εξαιρετικά μικρή εμβέλεια.
Σύμφωνα με τον Φενγκ, τα πειράματα που θα ακολουθήσουν θα είναι πολύ κρίσιμα. «Το σωματίδιο δεν είναι πολύ βαρύ, με συνέπεια οι ενέργειες που απαιτούνται να μπορούν να επιτευχθούν από εργαστήρια ακόμη και της δεκαετίας του 1950 ή του 1960. Ο λόγος που είναι δύσκολο να εντοπισθεί είναι πως οι αλληλεπιδράσεις του είναι εξαιρετικά ασθενείς», προσθέτει.
Όπως είναι φυσικό, η ύπαρξη μίας πέμπτης δύναμης θα ανατρέψει την εικόνα που είχαν έως σήμερα οι επιστήμονες για τη φυσική πραγματικότητα. Επίσης, μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για να απαντηθούν άλυτα ερωτηματικά.
Ένα ενδεχόμενο που ενδιαφέρει τον Φενγκ είναι να διερευνήσει κατά πόσον αυτή η πέμπτη δύναμη ενοποιείται με την ηλεκτρομαγνητική και τις πυρηνικές δυνάμεις. Κάτι που θα σήμαινε πως και οι τέσσερις αποτελούν παραλλαγές μίας ενιαίας και ακόμη πιο θεμελιώδους αλληλεπίδρασης.

Blog Widget by LinkWithin