Всяко действие във физиката се управлява от някакъв вид натиск или привличане. Доколкото ни е известно, всички те попадат в една от само четири категории: електромагнетизъм, гравитация и два вида ядрени сили.

И все пак може да има сили, скрити дълбоко в малките бури на динамиката на елементарните частици, които просто са били твърде фини, за да бъдат лесно открити.

Физици от Германия, Швейцария и Австралия сега поставиха нови ограничения за това къде може да се крие един пример за „пета“ сила в сърцата на атомите, разменяйки шепот между електроните и неутроните.

Колкото и удобен да е нашият стандартен модел на физиката за обяснение на космическите и квантовите явления, има явни пропуски, които карат физиците да се озадачават. Тъмната материя например остава неуловима. Никой не знае защо след Големия взрив е започнал да доминира един вид материя, докато гравитацията е най-съмнителният член на семейството на силите, тъй като липсва квантова теория, която да обясни нейното поведение.

Въвеждането на нови полета и частици би могло да допринесе за разширяване на модела и може би да помогне за обяснението на тези мистериозни явления.

Частицата Юкава е хипотетичен посредник на възможна сила в ядрата на атомите. Ако съществува, тя би имала фино влияние върху начина, по който частиците, изграждащи ядрото на атома, взаимодействат помежду си, и вероятно върху начина, по който взаимодействат с електроните.

За разлика от неотдавнашните опити да се изяснят прогнозираните ефекти на силата в космически мащаб, физиците, които провеждат това последно изследване, се съсредоточават върху далеч по-малко пространство в орбитите около ядрата на четири различни вида калций. Обикновено електроните са ограничени в своите околности чрез привличането им към положително заредените частици в центъра. Дайте им обаче тласък и те ще посетят за кратко по-висока орбита в така наречения атомен преход.

Точното време на този скок зависи до голяма степен от начина, по който е изградено ядрото, което означава, че един елемент може да има различни атомни преходи, всеки от които зависи от броя на неутроните, които има.

Картографирането на тези вариации води до нещо, което се нарича графика на Кинг, която би трябвало да бъде предсказана по сравнително лесен начин от Стандартния модел. Откриването на примери, при които диаграмата не съответства на модела, теоретично би могло да покаже наличието на слаба допълнителна сила, действаща между неутроните и електроните.

Използвайки пет изотопа на калций в две различни състояния на заряд, изследователите измерват атомните преходи до степен, която оставя известна свобода на действие за малка неописана сила, управлявана от частица посредник с маса между 10 и 10 милиона електронволта.

Каквато и да е тази неяснота в изчисленията им, изследователите демонстрират, че тя се дължи до голяма степен на един фактор - което може да е ключ към съществуването на пета сила.

Необходими са допълнителни експерименти и усъвършенствани изчисления, за да се потвърди дали динамиката в получените отклонения е резултат от познатата физика или от хипотетичното взаимодействие на Юкава, но изследователите вече имат по-добра представа какво да търсят.

Снимка: Unsplash/ScienceAlert

Виж още: Гигантска медуза с размерите на сграда, но без мозък и сърце, озадачава учените