Вчені запускають амбітні пошуки так званої «темної сили» природи, яка зможе відкрити перед людством двері до сфер Всесвіту, захованих від людського сприйняття.
Власне, пошуки будуть націлені на виявлення нової основоположної сили, яка формує міст між звичайною матерією світу навколо нас і невидимим «темним сектором», з якого складається більша частина космосу, пише The Guardian.
Шанси на успіх дуже невеликі. Але якщо вдасться виявити таку силу, це буде одним з найбільших і найвагоміших відкриттів у історії фізики. Видання пише, що на сьогодні найбільш повна фізична теорія реальності пояснює лише 4% Всесвіту, який люди здатні побачити. Решта ж його зроблена з темної матерії – дивного матеріалу навколо галактик – або й ще більш таємничої темної енергії – субстанції, покликаної пояснити, чому безкраїй космос продовжує постійно розширюватися.
«На даний момент ми не знаємо, з чого зроблені 90% Всесвіту», – сказав дослідник Римського університету Сапіенца Мауро Раггі.
«Якщо ми знайдемо цю силу, це абсолютно змінить всю парадигму, яка є в нас сьогодні. Це відкриє новий світ і допоможе нам зрозуміти частки і сили, які формують темний сектор», – додав він.
Фізики на сьогодні знають чотири основоположні природні сили. Електромагнітна сила дозволяє бачити і здійснювати телефонні дзвінки, і при цьому не дає нам провалися крізь стілець. Без так званої сильної взаємодії складові атомів просто розпалися б. Слабка ж взаємодія діє в полі радіоактивності, а гравітація – найбільш примхлива з природних сил – дозволяє нам твердо стояти ногами на землі.
Але, вірогідно, існують і інші природні сили, які досі лишалися непоміченими. Вони формують поведінку досі невідомих часток, з яких складається темна матерія і які вагомо впливають на всі сили, які людству відомі краще. Цього місяця Раггі і його колеги запустять певний науковий інструмент Національного інституту ядерної фізики поблизу Рима, метою якого буде виявити п’яту природну силу. Машина називається Padme. Вона буде фіксувати, що відбувається з алмазною пластинкою завтовшки в одну десяту міліметра, простріленою потоком часток темної матерії під назвою позитрони.
Коли позитрони вдаряться об алмазну пластинку, вони негайно ж зіллються з електронами і зникнуть, виділивши невелику кількість енергії. За нормальних умов, виділена енергія мала б форму двох часток світла, які називаються фотонами. Але якщо п’ята природна сила існує, відбудеться щось інше. Замість появи двох видимих фотонів зіткнення спричинить появу лише однієї часточки, відомої під назвою «темний фотон».
Ця гіпотетична елементарна частинка – це еквівалент частки світла у темному секторі Всесвіту. Вона несе в собі еквівалентний заряд темної електромагнітної сили. На відміну від нормальних часток світла, їхній темний аналог, вироблений у Padme, лишиться невидимим для інструментів фіксації. Але порівнюючи енергію і напрямок потоку позитронів з результатами експерименту, вчені зможуть сказати напевне, чи з’явилася темна часточка і якою була її маса. Адже якщо нормальні фотони не мають маси, то їхні гіпотетичні темні аналоги – навпаки. Тож Padme буде фіксувати частки, маса яких в 50 разів вища, ніж у електронів.
Темні фотони, якщо вони існують, можуть мати непомітний вплив на світ, який ми бачимо. Знаючи їхню масу і те, на якого роду частинки вони розпадаються, дозволить людству вперше поглянути на основи Всесвіту за межами нашого сприйняття.