Rychlé kmitání muonů v urychlovači by mohlo být projevem nové fyzikální síly

08. 04. 2021

Částicová fyzika LHC Gravitace Fyzika

Vědcům z amerického Fermilabu a několika dalších institucí a zemí se podařilo pozorovat fenomén, který si neumí vysvětlit existující vědou. Podle našeho aktuálního vědeckého poznání existují 4 fyzikální síly, které popisují interakci mezi velkými objekty i drobnými částicemi. Patří mezi ně gravitace, elektromagnetická síla a silná a slabá jaderná síla. Chování subatomárních částic muonů v urychlovači nicméně naznačuje existenci síly páté, o které toho zatím moc nevíme.

ATLAS experiment

zařízení, které je plné senzorů jejichž úkolem je sledování kolizí v částicovém urychlovači LHC.

Image credit:

Standardní model fyziky je teorie, která zatím nejlépe popisuje chování světa kolem nás. Vědci se už roky snaží ji různými experimenty potvrdit, nebo naopak objevit novou fyziku, která je s teorií v rozporu. Patří mezi ně i tým pracující na experimentu Muon g-2, který v urychlovači v laboratoři Fermilab pracuje se subatomárními částicemi muony. Jedná se o nabité částice podobné elektronu, které ale mají výrazně větší hmotnost.

Výsledky výzkumu Muon g-2 ukazují, že muony na své cestě urychlovačem kmitají rychleji, než předpovídá Standardní model. Vědci musí při experimentu zajistit očištění od různých vnějších a už známých vlivů na částice. Zůstává jim potom chování muonů, které neumí vysvětlit. Podle dvou nově publikovaných studií by se mohlo jednat o projev neznámé, páté fyzikální síly.

Projevy páté přírodní síly
Kromě chování muonů vede vědce k uvažování o neznámé fyzikální síle také chování celého vesmíru - zejména jeho zrychlující se rozpínání, které je přisuzováno temné energii. Zatím ale není zřejmé, co se pod tímto fenoménem vlastně skrývá.

Náznaky existence neznámé síly přichází také z největšího urychlovače na světě LHC, který se nachází pod Alpami. Vědci z kolaborace LHCb zde pozorují nečekaně častější rozpady mezonů B do elektronů místo očekávaného vyrovnaného rozpadu do elektronů a muonů. Tento výzkum byl publikován teprve před několika týdny.