Luonnon viidennestä perusvoimasta löytyi viitteitä

Beryllium-atomin hajoamisessa havaittu poikkeavuus vihjaa viidennen luonnon perusvoiman olemassaoloon, kertoo ryhmä yhdysvaltalaisia fyysikoita.

Jos tulos pystytään vahvistamaan, muuttaisi se täysin ymmärryksemme maailmankkeudesta, kertoo tutkimuksessa mukana ollut Jonathan Feng Kalifornian yliopistosta.

"Vuosikymmenien ajan olemme tunteneet nejä perusvoimaa: painovoiman, sähkömagnetismin sekä vahvan ja heikon ydinvoiman", sanoo Feng. "Jos viides perusvoima on totta, se on vallankumouksellista."

Ryhmä pääsi viidennen voiman jäljille katsomalla uudella silmällä unkarilaisten ydinfyysikkojen tekemää tutkimusta viime vuodelta. Unkarilaiset etsivät työssään niin kutsuttuja pimeitä fotoneja, jotka voisivat selittää pimeän aineen. Universumin massasta 85 prosenttia koostuu toistaiseksi tuntemattomasta pimeästä aineesta.

Unkarilaistutkijat havaitsivat berylliumin radioaktiivisessa hajoamisessa poikkeavuuden, joka viittasi kevyen, vain 30 kertaa elektronia painavamman hiukkasen olemassaoloon.

Kokeiden tekijät eivät kuitenkaan kyenneet sanomaan, oliko kyse uudesta voimasta, Feng kertoo. "He yksinkertaisesti näkivät tapahtumien ylimäärän, joka viittasi uuteen hiukkaseen. Ei kuitenkaan ollut selvää, oliko se ainehiukkanen vai voimaa kuljettava hiukkanen."

Nyt yhdysvaltalaiset tutkijat ovat osoittaneet, että kyse saattaa pimeän fotonin sijaan olla eksoottisesta hiukkasesta, jota he kutsuvat protofoobiseksi X-bosoniksi. Siinä missä tavallinen sähköinen voima vaikuttaa elektroneihin ja protoneihin, X-bosoni olisi vuorovaikutuksessa hyvin rajatulla etäisyydellä vain elektronien ja neutronien kanssa.

Fengin mukaan jatkotutkimukset ovat välttämättömiä. "Syy hiukkasen löytämisen hankaluuteen on ollut sen vuorovaikutuksen heikkous", hän sanoo. "Useilla pienillä laboratoriolla on kuitenkin vaadittavat energiat protofoobisen X-bosonin tuottamiseen. Nyt ne tietävät, minne katsoa."

Aiheesta lisää Tähdet ja avaruus -lehden numerossa 7/2016