کشف احتمالی نیروی پنجم طبیعت در اعماق اتم‌ها

دانشمندان فیزیک از آلمان، سوئیس و استرالیا احتمال وجود نیرویی تازه در دل اتم‌ها را بررسی کرده‌اند؛ نیرویی که شاید بتواند به عنوان «نیروی پنجم طبیعت» معرفی شود.

به گزارش sciencealert در حال حاضر فیزیک کلاسیک چهار نیروی اصلی طبیعت را شامل می‌شود: گرانش، الکترومغناطیس، نیروی هسته‌ای قوی و نیروی هسته‌ای ضعیف. اما به باور برخی فیزیک‌دانان، ممکن است نیرو‌های دیگری نیز در مقیاس‌های بسیار ریز و در دل ذرات بنیادی وجود داشته باشند که تاکنون شناسایی نشده‌اند.

تیم پژوهشی مذکور، به جای بررسی اثرات این نیروی احتمالی در مقیاس‌های کیهانی، توجه خود را به تعاملات درون اتم‌ها و به‌ویژه میان الکترون‌ها و نوترون‌ها معطوف کرده است. آنان در این مطالعه، گذار‌های اتمی در پنج ایزوتوپ مختلف از عنصر کلسیم را با دقت بالا اندازه‌گیری کرده‌اند تا به تفاوت‌های ظریف در رفتار الکترون‌ها نسبت به ساختار هسته پی ببرند.

الکترون‌ها معمولاً در مدار‌هایی حول هسته قرار دارند و با دریافت انرژی می‌توانند به مدار بالاتری منتقل شوند؛ پدیده‌ای که به آن «گذار اتمی» گفته می‌شود. ویژگی این گذار تا حد زیادی به تعداد نوترون‌های هسته بستگی دارد.

با ترسیم نموداری موسوم به "نمودار شاه" (King Plot) برای این گذارها، محققان توانستند انحرافات کوچکی از مدل استاندارد فیزیک مشاهده کنند. این انحرافات ممکن است ناشی از وجود نیرویی جدید و بسیار ضعیف باشند که توسط ذره‌ای فرضی به نام "ذره یوکاوا" منتقل می‌شود. چنین ذره‌ای، اگر وجود داشته باشد، می‌تواند بین نوترون‌ها و الکترون‌ها نیرویی جدید ایجاد کند.

نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که اگر چنین نیرویی وجود داشته باشد، می‌تواند در بازه‌ای از جرم بین ۱۰ تا ۱۰ میلیون الکترون‌ولت قابل بررسی باشد. با وجود اینکه هنوز نمی‌توان به‌طور قطع در مورد منشأ این انحرافات اظهار نظر کرد، اما پژوهشگران اکنون مسیر مشخص‌تری برای جستجوی این نیروی احتمالی در اختیار دارند.

این یافته‌ها در نشریه معتبر Physical Review Letters منتشر شده است.

انتهای پیام/