Füüsikud arvavad, et on avastanud viienda fundamentaalse vastastikmõju
„Kui see paika peab, on avastus murranguline,“ arvas töö juhtiv autor, California Irvine’i ülikooli füüsika ja astronoomia professor Jonathan Feng. „Aastakümneid oleme teadlikud olnud ainult neljast fundamentaalsest vastastikmõjust: gravitatsioonist, elektromagnetilisest vastastikmõjust ning elementaarosakeste vahelisest tugevast ja nõrgast vastasmõjust. Kui edasised katsed seda kinnitavad, võib viienda fundamentaalse loodusjõu avastamine vastastikmõjusid tumeainega ühendades täielikult muuta meie arusaamist universumist.“
Irvine’i ülikooli uurijad lähtusid oma töös 2015. aasta keskel ilmunud Ungari teaduste akadeemia eksperimentaal-tuumafüüsikute uurimusest, mille autorid otsisid hoopis „tumedaid footoneid“ — osakesi, mis annaksid märku nähtamatust tumeainest, mis füüsikute arvates moodustab umbes 85 protsenti universumi massist. Ungarlaste uuringust koorus välja radioaktiivse lagunemise anomaalia, mis viitab elektronist vaid 30 korda massiivsema valguse-osakese olemasolule.
„Ungari uurijad ei saanud väita, et on avastanud uue vastastikmõju,“ märkis Feng. „Nad täheldasid lihtsalt hulka selliseid sündmuseid, mis viitasid uuele osakesele, kuid neile polnud selge, kas tegemist on aineosakesega või vastastikmõju kandva osakesega.“
Irvine’i ülikooli töörühm kõrvutas ungarlaste andmeid teiste samas energiavahemikus tehtud katsetega ja näitas, et tõendid ei soosi sugugi tulemuste tõlgendamist ei aineosakeste ega ka tumefootonitena. Nad pakkusid aga välja uue hüpoteesi, et avastus võib olla märk viiendast fundamentaalsest vastastikmõjust. Esialgne analüüs ilmus teadusportaalis arXiv aprillis, esimese töö järeldusi toetav järg möödunud reedel sealsamas.
Irvine’i ülikooli uurijate töö näitab, et osake pole tõenäoliselt mitte tumefooton, vaid nn fotofoobne X-boson. Kui tavaline elektrilaeng mõjutab elektrone ja prootoneid, siis äsja avastatud bosonil on äärmiselt piiratud vastastikmõjud ainult elektronide ja neutronitega.
Feng märkis, et hädasti on vaja täiendavaid katseid. „Osake pole eriti raske ja laboratooriumides on selle tekitamiseks vajalikud energiatasemed olnud saavutatavad juba 1950. aastatest alates,“ rääkis uurija. „Seda on aga olnud raske leida, kuna selle mõjud on olnud väga nõrgad. Ent just tänu uue osakese kergusele saavad paljud väikesed laborid maailmas nüüd meie esialgseid väiteid kontrollida.“
Nagu teaduslikud murrangud ikka, avab avastus tee uutesse uurimisvaldkondadesse.
Näiteks on võimalik, et viies fundamentaaljõud seob elektromagnetilise vastastikmõju ning tugeva ja nõrga vastastikmõju kokku suurema, veelgi fundamentaalsema vastastikmõju ilminguteks.
Samuti võib osakestefüüsika standardmudelil eksisteerida n-ö tume sektor omaenda aine ja vastastikmõjudega. „Võimalik, et need kaks sektorit mõjutavad teineteist mõneti looritatud, kuid siiski fundamentaalsete vastastikmõjude kaudu,“ pakkus Feng. „Tumeda sektori vastastikmõju võibki end ilmutada sellise fotofoobse mõjuna, mida täheldasime ungarlaste katses.“
