به گزارش بیگ بنگ به نقل از بی‌بی‌سی، شواهد دانشمندان نشان می‌دهد، ذرات زیراتمی به نام میون‌ها(muons) براساس آنچه نظریه کنونی فیزیک ذرات می‌گوید رفتار نمی‌کنند. محققان می‌گویند ممکن است یک نیروی ناشناخته وجود داشته باشد که بر میون‌ها تاثیر می‌گذارد.

برای تایید این نتایج به اطلاعات بیشتری نیاز است، اما اگر تایید شود می‌تواند نقطه شروع انقلابی در علم فیزیک باشد. همه نیروهایی که روزانه تجربه می‌کنیم به چهار دسته تقسیم می‌شوند: گرانش، الکترومغناطیس، نیروی هسته‌ای قوی و نیروی هسته‌ای ضعیف. این چهار نیروی بنیادی چگونگی برهم‌کنش اشیا و ذرات در جهان را توضیح می‌دهند. [نگاهی به چهار نیروی بنیادین طبیعت]

یافته‌های تازه در شتاب‌دهنده ذرات آمریکا به نام «فِرمی‌ لَب» به دست آمده است. اینها بر نتایجی استوار است که در سال ۲۰۲۱ اعلام شد، زمانی که تیم آزمایشگاه فرمی از امکان وجود نیروی پنجم در طبیعت صحبت کرد. به گفته دکتر برِندان کِیسی، دانشمندان ارشد این آزمایشگاه، از آن زمان تاکنون محققان داده‌های بیشتری جمع‌آوری کردند و میزان عدم قطعیت نتایج به نصف کاهش یافته است.

وی افزود: «ما در حال کاوش در حیطه‌ای جدید هستیم. ما نتایج خود را با دقتی بیش از هر زمان دیگر در گذشته تعیین می‌کنیم.» محققان در آزمایشی به نام «جی منهای ۲» (g-۲) ذرات میون را در حلقه‌ای به قطر حدودا ۱۵ متر شتاب می‌دهند، جایی که ذرات با سرعت نزدیک به نور می‌چرخند. محققان دریافتند این ذرات ممکن است به دلیل نفوذ یک نیروی ناشناخته در طبیعت به شکلی که «مدل استاندارد» پیش‌بینی می‌کند رفتار نکنند.

هرچند این شواهد معتبر است، اما آزمایشگاه فرمی هنوز به اثبات قطعی نرسیده است. محققان امیدوار بودند تا این مقطع به اثباب مورد نظر رسیده باشند، اما عدم قطعیت در مورد آنچه مدل استاندارد می‌گوید باید لرزش‌هایی در میون‌ها باشد، به دلیل تحولات در فیزیک نظری، بیشتر شده است.

دانشمندان بر این باورند که داده‌های لازم را به دست خواهند آورد و عدم قطعیت نظری طی دو سال آینده، کاهش خواهد یافت تا به هدف خود برسند. با این حال تیمی رقیب در برخورد دهنده هادرونی بزرگ در سرن، امیدوار است زودتر به این نتیجه برسد.

اما مدل استاندارد چیست و چرا رسیدن به نتایجی تجربی که با پیش‌بینی‌های آن سازگار نیست یک مساله بزرگ است؟ همه چیز در جهان اطراف ما از اتم‌ها ساخته شده و اتم‌ها به نوبه خود از ذرات حتی کوچک‌تر تشکیل شده‌اند. برهم‌کنش این ذرات به ایجاد چهار نیروی بنیادی طبیعت ختم می‌شود: نیروی الکترومغناطیس، نیروی هسته‌ای قوی، نیروی هسته‌ای ضعیف و نیروی گرانش.

رفتار این ذرات با مدل استاندارد پیش‌بینی می‌شود و این مدل در طی 50 سال این کار را بدون هیچ خطایی انجام داده است. میون‌ها شبیه الکترون‌ها هستند اما حدود ۲۰۰ برابر سنگین‌ترند. آنها در جریان آزمایش‌هایی با استفاده از یک آهن‌ربای ابررسانا قدرتمند، به لرزش واداشته شدند.

نتایج نشان داد که میون‌ها سریع‌تر از آنچه مدل استاندارد می‌گوید لرزش دارند. پروفسور “گرازیانو ونانزونی” از دانشگاه لیورپول، که یکی از محققان ارشد این پروژه است گفت که این ممکن است به دلیل یک نیروی ناشناخته جدید باشد. او گفت: «به نظر ما ممکن است نیروی دیگری وجود داشته باشد، چیزی که ما الان از آن خبر نداریم. این یک چیز متفاوت است، که ما ‘نیروی پنجم’ می‌نامیم.»

اگر این موضوع تایید شود، می‌تواند مهمترین دستاورد علمی از زمان نظریه نسبیت اینشتین باشد. به این دلیل که نیروی پنجم و هر ذره مرتبط با آن بخشی از مدل استاندارد فیزیک ذرات نیستند. محققان می‌دانند که چیزی «ورای فیزیک مدل استاندارد» وجود دارد، چون نظریه کنونی نمی‌تواند خیلی از چیزهایی که اخترشناسان در فضا می‌بینند را توضیح دهد.

از جمله این واقعیت که سرعت انبساط کیهان- افزایش فاصله کهکشان‌ها – از زمان بیگ بنگ نه کمتر، بلکه بیشتر شده است. دانشمندان می‌گویند این شتاب ناشی از “انرژی تاریک” است. به علاوه کهکشان‌ها با توجه به درک ما از میزان ماده‌ای که در آنها وجود دارد، سریع‌تر از آنچه که باید می‌چرخند. محققان معتقدند دلیل آن ذرات نامرئی به نام “ماده تاریک” است که این هم جزو مدل استاندارد نیست. در واقع با مشکلاتی که “انرژی تاریک” و “ماده تاریک” برای مدل استاندارد ایجاد کردند، دانشمندان حدس می‌زنند که این نظریه ایراداتی دارد و باید حفره‌های آن پر شود. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.