Все частицы во Вселенной испытывают на себе четыре качественно различающихся фундаментальных взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. Вводя гипотетическое пятое взаимодействие, ученые пытаются заполнить пробелы в нашем понимании физики. Оно могло бы, например, пролить свет на загадочную темную материю, не дающую спокойно спать космологам.

В 2016 Аттила Краснахоракаи и его коллеги из Венгерской академии наук опубликовали статью, в которой описали доказательства проявления пятого взаимодействия. Речь тогда шла об изотопе бериллия. Вторая статья той же команды ученых посвящена изотопу гелия. Оба наблюдения включают доказательства некоего взаимодействия, которое проявляет новая форма частицы, названная учеными Х17, потому что ее энергетический потенциал равен 17 мегаэлектронвольт, пишет Science Alert.

«Расхождения между экспериментальными и теоретическими угловыми корреляциями значительны и могут быть объяснены, если предположить создание, а затем и разрушение некоего бозона», — написали ученые в 2016. Этот новый бозон и есть частица Х17.

Группа Краснахоракаи исследовала изотопы бериллия и гелия с помощью ускорителя Ван де Граафа, который разгоняет частицы в вакуумной трубке до сверхвысоких скоростей. Так ученые могли наблюдать за распадом изотопов, когда ядра разрушаются, а частицы излучают свет и разлетаются.

Они ожидали, что летящие частицы будут вести себя определенным образом, в соответствии с законом сохранения энергии, но увидели нечто другое, что не могли объяснить с точки зрения современной физики. Так они постулировали существование новой частицы Х17 — причины аномалии, которую венгерские физики наблюдали уже дважды.

Бериллий, хрупкий металл с атомным номером 4, и гелий, благородный газ с атомным номером 2, похожи тем, что могут влиять на наблюдение за аномальным поведением частицы Х17 в обоих элементах. Бозон, который предлагают ввести ученые, обладает в 33 раза большей массой, чем электрон, но существует только долю секунды — менее одной триллионной ее части.

Праздновать появление пятого фундаментального взаимодействия еще рано — требуется все тщательно перепроверить и провести новые эксперименты. Однако если новый бозон — не иллюзия, вызванная каким-то сбоем в опыте, он действительно может стать прорывом в физике, способным объединить ту материю, которую мы видим, с той, которую увидеть пока не в состоянии.

Прошлой осенью физики Италии начали эксперимент по поиску пятого фундаментального взаимодействия. Созданный в Национальном институте ядерной физики прибор фиксирует результаты столкновения позитронов с тонкой алмазной пластинкой. Возможно, так они смогут найти доказательства существования темного фотона.