Oamenii de stiinta spun ca s-ar putea sa fie tot mai aproape de descoperirea existentei unei noi forte a naturii. Acestia au gasit mai multe dovezi ca unele particule subatomice, numite muoni, nu se comporta asa cum prezice teoria actuala a fizicii subatomice. Cercetatorii cred ca o forta necunoscuta ar putea actiona asupra muonilor. Vor fi însa necesare mai multe date pentru a confirma aceste rezultate, dar daca acestea se vor verifica, ar putea marca începutul unei revolutii în fizica, relateaza Reuters si BBC. relateaza Reuters si BBC. Oscilatia ciudata a unei particule subatomice numite muon în cadrul unui experiment de laborator din SUA îi face pe oamenii de stiinta sa suspecteze din ce în ce mai mult ca le lipseste ceva în întelegerea fizicii - poate o particula sau o forta necunoscuta. Cercetatorii au anuntat joi noi descoperiri despre muon, o particula magnetica încarcata negativ, similara întrucâtva cu electronul, dar de 200 de ori mai masiva, în cadrul unui experiment desfasurat în Laboratorul National de Accelerare Fermi al Departamentului de Energie al SUA din Batavia, Illinois. Experimentul a studiat oscilatia muonilor în timp ce acestia trec printr-un câmp magnetic. Muonul, ca si electronul, are un mic magnet intern care îl face sa se clatine - o miscare numita, din punct de vedere tehnic, "precesie" - precum axa unui titirez în timp ce se afla într-un câmp magnetic. Dar viteza de oscilatie, masurata în cadrul experimentului, a variat considerabil fata de ceea ce s-a prezis pe baza Modelului Standard al fizicii particulelor, teoria care explica modul în care interactioneaza elementele de baza ale materiei, guvernate de cele patru forte fundamentale din Univers. Noile descoperiri, care se bazeaza pe date publicate în 2021, continua sa sugereze existenta unui factor misterios în joc, cercetatorii încercând sa rezolve discrepanta dintre predictia teoretica si rezultatele experimentale reale. "Cautam un indiciu ca muonul interactioneaza cu ceva despre care nu stim. Ar putea fi orice: noi particule, noi forte, noi dimensiuni, noi caracteristici ale spatiului-timp, orice", a declarat Brendan Casey, cercetator senior la Fermilab si unul dintre autorii articolului de cercetare publicat în revista Physical Review Letters. "Îmi plac nebuniile, asa ca mi-ar placea sa fie ceva de genul contrazicerii Lorentz sau o proprietate noua a spatiului-timp în sine. Asta ar fi o nebunie si ar fi revolutionar", a adaugat Casey. Cercetatorul s-a referit la un principiu numit invarianta Lorentz, care sustine ca legile fizicii sunt aceleasi peste tot. "Da, este corect sa spunem ca ar putea indica particule sau forte necunoscute", a declarat si Rebecca Chislett, fizician la University College London si coautoare a studiului. "În prezent, datorita noilor rezultate din comunitatea teoretica, este dificil de spus exact care este discrepanta dintre cele doua (comportamentul prezis al muonului prezis si comportamentul observat), dar teoreticienii se straduiesc sa rezolve acest lucru", a spus Chislett. EXPERIMENT LA MINUS 268 DE GRADE Experimentul a fost realizat la minus 450 de grade Fahrenheit (minus 268 de grade Celsius). Cercetatorii au tras fascicule de muoni într-un inel de stocare magnetica supraconductoare în forma de gogoasa cu un diametru de 15 metri. În timp ce muonii se deplasau în jurul inelului cu o viteza apropiata de cea a luminii, au interactionat cu alte particule subatomice care, ca niste mici parteneri de dans, le-au modificat oscilatia. Rezultatele din 2021 au aratat în mod similar o oscilatie anormala. Noile rezultate s-au bazat pe o cantitate de patru ori mai mare de date, ceea ce a întarit încrederea în constatari. "Cu toate aceste noi cunostinte, rezultatul este în continuare în acord cu rezultatele anterioare si acest lucru este extrem de interesant", a declarat Chislett. Cercetatorii spera sa anunte concluziile finale folosind toate datele colectate în aproximativ doi ani. "Experimentul masoara cât de repede se rotesc muonii într-un câmp magnetic. Conceptul este simplu. Dar pentru a ajunge la precizia necesara este nevoie de ani de zile de constructie a experimentului si de colectare de date. Noi am luat date din 2018 pâna în 2023. Noul rezultat se bazeaza pe datele noastre din 2019 si 2020", a precizat Casey. "Trebuie sa avem rabdare, deoarece avem nevoie ca predictia modelului standard sa ne ajunga din urma pentru a putea folosi cât mai puternic datele noastre", a adaugat Casey. "Suntem, de asemenea, foarte nedumeriti pentru ca exista diferite moduri de a prezice ceea ce ar trebui sa vada experimentul nostru si ele nu se potrivesc bine. Asadar, trebuie sa fie ceva fundamental aici care ne scapa, ceea ce este foarte intrigant", marturiseste cercetatorul CELE PATRU FORTE CUNOSCUTE ALE NATURII Cercetatorii americani cred ca vor avea datele de care au nevoie si ca incertitudinea teoretica se va reduce în doi ani suficient de mult pentru ca ei sa îsi atinga obiectivul de a explica ce se întâmpla cu muonii. Între timp, o echipa rivala de la Large Hadron Collider (LHC) din Europa spera sa ajunga prima la un rezultat. Dr. Mitesh Patel de la Imperial College din Londra se numara printre miile de fizicieni de la LHC care încearca sa gaseasca deficiente în Modelul Standard al fizicii. "Masurarea unui comportament care nu este în acord cu predictiile Modelului Standard este Sfântul Graal pentru fizica particulelor. Ar fi focul de pornire pentru o revolutie în întelegerea noastra, deoarece modelul a rezistat tuturor testelor experimentale timp de peste 50 de ani", a declarat el pentru BBC. La rândul sau, cercetatorii de la Fermilab spun ca urmatorul set de rezultate va fi "confruntarea suprema" între teorie si experiment, care ar putea descoperi noi particule sau forte. Asadar, ce este Modelul Standard si de ce obtinerea unui rezultat experimental care nu se potriveste cu previziunile sale este o problema atât de mare? Toate fortele pe care le experimentam în fiecare zi pot fi reduse la doar patru categorii: gravitatia, electromagnetismul, forta nucleara puternica (cea care tine atomii împreuna) si forta nucleara slaba (cea implicata în dislocarea atomilor si emiterea unor radiatii). Aceste patru forte fundamentale guverneaza modul în care toate obiectele si particulele din Univers interactioneaza unele cu altele. Totul în lumea din jurul nostru este format din atomi, care la rândul lor sunt formati din particule si mai mici. Acestea interactioneaza pentru a crea cele patru forte ale naturii: electricitatea si magnetismul (electromagnetismul), cele doua forte nucleare si gravitatia. Comportamentul lor este prezis de modelul standard, care, timp de 50 de ani, a prezis comportamentul lor perfect, fara niciun fel de erori. A CINCEA FORTA Muonii sunt asemanatori cu electronii care orbiteaza în jurul atomilor si sunt responsabili de curentii electrici, dar sunt de aproximativ 200 de ori mai masivi. În cadrul experimentului de la Farmilab, acestia au fost facuti sa se clatine, folosind magneti supraconductori puternici. Rezultatele au aratat ca muonii s-au clatinat mai repede decât prevedea modelul standard. Profesorul Graziano Venanzoni, de la Universitatea din Liverpool, unul dintre principalii cercetatori din cadrul proiectului, a declarat pentru BBC News ca acest lucru ar putea fi cauzat de o forta noua necunoscuta. "Credem ca ar putea exista o alta forta, ceva de care nu suntem constienti acum. Este ceva diferit, pe care noi o numim a cincea forta. Este ceva diferit, ceva despre care nu stim înca, dar ar trebui sa fie important, pentru ca spune ceva nou despre Univers", a explicat profesorul. Daca se confirma, acest lucru ar reprezenta, fara îndoiala, una dintre cele mai mari descoperiri stiintifice din ultimii o suta de ani, de la teoriile relativitatii ale lui Einstein. Aceasta, deoarece o a cincea forta si orice particule asociate cu aceasta nu fac parte din Modelul Standard al fizicii particulelor. Cercetatorii stiu ca exista ceea ce ei descriu drept "fizica dincolo de Modelul Standard", deoarece teoria actuala nu poate explica multe lucruri pe care astronomii le observa în spatiu. Printre acestea se numara faptul ca galaxiile continua sa se departeze accelerat dupa Big Bang-ul care a creat Universul, în loc ca expansiunea sa încetineasca. Oamenii de stiinta spun ca acceleratia este determinata de o forta necunoscuta, numita energie întunecata. De asemenea, galaxiile se rotesc mai repede decât ar trebui, conform întelegerii noastre privind cantitatea de materie din ele. Cercetatorii cred ca acest lucru se datoreaza unor particule invizibile numite materie întunecata, care, din nou, nu fac parte din modelul standard.
