Физики из США проверили гипотезу о существовании на субатомном уровне пятой силы природы и пришли к выводу, что ее проводником служит не темный фотон, а протонодонорный Х-бозон. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, сообщает пресс-служба Калифорнийского университета.
В прошлом году физики из Венгрии во главе с Аттилой Кразнахорским (Attila Krasznahorkay) разместили в базе препринтов ArXiv статью о том, что в природе, возможно, существует пятое взаимодействие. Публикацию решили проверить несколько научных коллективов, в том числе физики-теоретики под руководством Джонатана Фенга (Jonathan Feng) из Университета Калифорнии.
Венгерские физики исследовали аномальный распад бериллия-8 и сделали вывод о присутствии гипотетической частицы — «темного фотона», который в 30 раз тяжелее, чем электрон. Как следует из названия частицы, темный фотон связан с темной материей. «Экспериментаторы не смогли объявить об открытии новой силы. Они просто увидели избыток событий, которые указывали на новую частицу, но им не было ясно в чем дело: в частице или силе», — сказал Фенг.
Фенг с коллегами изучили работу венгерских физиков и данные других экспериментов в этой области и показали, что дело, скорее всего, не в темном бозоне и не в частице материи. Они предложили новую теорию, которая объединила все существующие данные и предполагает открытие пятого взаимодействия. Первую версию анализа они опубликовали в апреле на arXiv и теперь дали более развернутый анализ в научном журнале.
Эта работа показывает, что необычная частица может быть не темным фотоном, а протонофобным Х-бозоном (protophobic X boson, то есть «не любящим» протоны). «Нормальные электрические силы действуют на электроны и протоны, а этот новый бозон взаимодействуют только с электронами и нейтронами и только в экстремально ограниченной области. Ни один из известных нам бозонов не имеет таких же характеристик. Мы называем такие частицы Х-бозонами, где Х означает неизвестный», — объяснил Тимоти Тейт (Timothy Tait), профессор физики и астрономии и соавтор статьи.
Авторы статьи настаивают на необходимости продолжать опыты. По мнению Фенга, «эта частица не очень тяжелая, и лабораториям требовались энергии от 50 и 60 МэВ. Но проблема в том, что взаимодействие очень слабое. В мире есть много групп экспериментаторов, работающих в маленьких лабораториях, которые смогут следовать изначальным требованиям, и теперь они знают, куда смотреть».
Если открытие пятого взаимодействия подтвердится, это будет означать новую область исследований, очевидно.
