ZNANSTVENICI su došli do vrlo snažnih dokaza da četiri osnovne prirodne sile nisu jedine koje postoje.

Naime, sve sile koje upravljaju našim svakodnevnim iskustvima, ali i svime ostalim u svemiru, mogu se svesti u samo četiri kategorije: gravitacija, elektromagnetizam, jaka i slaba sila.

Te četiri sile određuju kako svi objekti i čestice u svemiru međusobno interagiraju. Primjera radi, zbog gravitacije objekti padaju na površinu Zemlje, a teški predmeti se ponašaju kao da su zalijepljeni za tlo. 

No, fizičari sada kažu da su otkrili jasne znakove da postoji i peta fundamentalna sila prirode. To ogromno otkriće proizlazi iz istraživanja koje je provedeno u laboratoriju u blizini američkog grada Chicaga.

Kako javlja BBC, britansko Vijeće za znanost i tehnologiju (STFC) objavilo je da rezultati istraživanja "donose snažne dokaze za postojanje dosad neotkrivene subatomske čestice ili nove prirodne sile".

No, rezultati tzv. Muon g-2 eksperimenta još uvijek ne znače da je nova prirodna sila definitivno potvrđena.

Naime, vjerojatnost da je rezultat iz čikaškog laboratorija statistička pogreška iznosi 1 u 40 tisuća. Takva razina statističke pouzdanosti u znanosti opisuje se kao 4.1 sigma. 

Da bi se otkriće smatralo definitivno potvrđenim, potrebna je razina statističke pouzdanosti 5 sigma, što znači da je šansa da je rezultat istraživanja slučajan 1 u 3.5 milijuna. 

"Ovo je trenutak koji sam čekao, ne mogu spavati od uzbuđenja"

"Otkrili smo interakcije muona koje nisu u skladu sa Standardnim modelom (trenutno općeprihvaćenom teorijom koja objašnjava ponašanje osnovnih jedinica materije u cijelom svemiru, op.a.)", rekao je za BBC prof. Mark Lancaster, koji je sudjelovao u istraživanju.

"Ovo je očito izuzetno uzbudljivo jer upućuje na budućnost u kojoj ćemo imati nove zakone fizike, nove čestice i novu silu za koju dosad nismo znali", dodao je Lancaster.

"Nešto mi govori da će ovo biti stvarno", rekao je za BBC prof. Ben Allanach sa Sveučilišta Cambridge, koji nije sudjelovao u istraživanju.

"Cijelu svoju karijeru tražim sile i čestice za koje još ne znamo. Ovo je trenutak koji sam čekao, ne mogu spavati od uzbuđenja", dodao je Allanach.

Kako je izgledao eksperiment?

Eksperimentom provedenim u Fermijevom nacionalnom akceleratorskom laboratoriju, koji je smješten u Bataviji u američkoj saveznoj državi Illinois, znanstvenici su tragali za novim fenomenima u fizici, proučavajući ponašanje subatomskih čestica muona, koji su manji od atoma.

Naime, neke subatomske čestice sastoje se od još manjih čestica, a neke druge se ne mogu rastaviti na manje sastavne dijelove (fundamentalne čestice). Muoni spadaju među fundamentalne čestice, nalik elektronima, ali su oko 200 puta teže od njih.

U eksperimentu nazvanom Muon g-2 čestice su ubrzavale unutar prstena opsega 14 metara, a potom je na njih primijenjeno magnetsko polje. Prema dosad poznatim zakonima fizike, koje opisuje spomenut Standardni model, zbog magnetskog polja muoni bi trebali titrati na određen način. 

No, znanstvenici su uočili da su muoni u eksperimentu titrali brže od očekivanog. Ta promjena mogla bi biti uzrokovana prirodnom silom koja je potpuno nepoznata znanosti.

Zasad nitko ne zna što ta nova potencijalna sila čini osim što utječe na čestice muona.

Teoretski fizičari vjeruju da bi nova sila mogla biti povezana s dosad neotkrivenom subatomskom česticom. Postoji nekoliko teorija o toj hipotetskoj čestici. Jedna kaže da se radi o tzv. leptokvarku, a druga kaže da bi se moglo raditi o Z' (Z crtano) bozonu.

Što bi mogla biti peta sila prirode?

Kao što smo već naveli, četiri poznate prirodne sile su svima dobro poznate gravitacija i elektromagnetizam te jaka i slaba sila, koje upravljaju ponašanjem subatomskih čestica.

Peta prirodna sila mogla bi pomoći znanstvenicima u razumijevanju nekih od velikih zagonetki svemira, koje fizičari pokušavaju objasniti posljednjih desetljeća.

Primjera radi, uočeno je da se širenje svemira ubrzava, što je pripisano misterioznom fenomenu poznatom kao "tamna energija". No, neki znanstvenici smatraju da bi ubrzanje širenje svemira mogao biti rezultat pete prirodne sile.