فرادید؛ نیرو‌های بنیادی در فیزیک نیرو‌هایی هستند که بوسیلهٔ آن‌ها ساده‌ترین ذرات در جهان با یکدیگر اندرکنش (تعامل) دارند. یک نیرو را زمانی «بنیادی» می‌گوییم که نتوان آن را بوسیلهٔ دیگر نیرو‌ها توصیف کرد. چهار نیروی بنیادی شناخته شده عبارتند از: نیروی هسته‌ای ضعیف، نیروی هسته‌ای قوی، نیروی الکترومغناطیسی و گرانش. این نیرو‌ها به نیرو‌های چهارگانه‌ی طبیعت معروفند، اما بنظر می‌رسد که گویا باید تجدید نظر جدیدی انجام بدهیم.
به گزارش فرادید؛ دانشمندان باور دارند پس از بررسی ذرات زیراتمی که به روشی غیر معمول رفتار می کنند، شواهدی از وجود نیروی بنیادی پنجم طبیعت را یافته‌اند. پژوهشگران در یک آزمایش جدید، ذرات کوچک “میون” (Muon) را که شبیه به الکترون هستند، به واسطه یک آهن ربای الکتریکی به وزن 15 تن بررسی کردند تا نحوۀ لرزش آن‌ها را به مرور زمان مورد بررسی قرار دهند.
“مدل استاندارد فیزیک” نشان می‌دهد که هر چیزی در جهان، از چند بخش اساسی موسوم به ذرات بنیادین ساخته شده است و توسط چهار نیروی بنیادی یعنی نیروی ضعیف، نیروی قوی، نیروی الکترومغناطیسی و گرانش کنترل می‌شود. “آزمایشگاه ملی فرمی” آمریکا در جدیدترین پژوهش خود نشان داده است که شاید میون با ذرات یا نیرو‌های کشف نشده‌ای تعامل داشته باشد که در مدل استاندارد فیزیک که ما می‌شناسیم، ارائه نشده‌اند. این نتایج می‌توانند باور ما را در مورد عملکرد جهان تغییر دهند.
به گفته “شورای تسهیلات علوم و فناوری” (STFC) انگلستان، این نتایج، شواهدی قوی را در مورد وجود یک ذره زیراتمی کشف نشده یا یک نیروی جدید در طبیعت اشاره دارد. با وجود این، آن‌ها هشدار داده‌اند که احتمال یک در 40 هزار وجود دارد که نتیجه به دست آمده، یک خطای آماری باشد .
“براین کاکس”، استاد برجسته حوزه فیزیک گفت: «این نتیجه، مهم و هیجان‌انگیز است و به کشف فیزیک جدیدی فراتر از مدل استاندارد و معرفی ذرات بنیادی جدید نزدیک می‌شود. شاید این نتیجه، بزرگترین کشف حوزه فیزیک ذرات در سال‌های اخیر باشد.»
پژوهشگران، این آزمایش جدید موسوم به “میون جی-2” (Muon g-2) را با هدف کشف نشانه‌ها و نیرو های جدید و به واسطه بررسی دقیق تعامل میون با میدان مغناطیسی پیرامون انجام دادند. آزمایش میون جی-2 با ارسال ذراتی دور یک حلقه 14 متری و بعد اعمال میدان الکترومغناطیسی انجام می‌شود. براساس قوانین شناخته شده فیزیک، که در مدل استاندارد نهفته است، این باید باعث جنبش میون‌ها در حد مشخصی شود .
محققان در عوض متوجه شدند که ذرات میون با سرعتی بیش از حد انتظار به جنبش در می آیند. این ممکن است ناشی از نیرویی در طبیعت باشد که تاکنون کاملا ناشناخته بود. هنگامی که میون در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، مانند یک قطب نمای مغناطیسی کوچک و یک ژیروسکوپ عمل می کند. این قطب‌نما با یک فرکانس دقیق می‌چرخد که توسط مدل استاندارد پیش‌بینی شده است. با وجود این، آزمایش جدید نشان می دهد که این چرخش، سریع‌تر از میزان پیش‌بینی شده است و ثابت می کند که درک کنونی ما از فیزیک کامل نیست.
پروفسور “مارک توماسون”، از اعضای این گروه پژوهشی گفت: «این لحظه هیجان‌انگیزی برای یک فیزیکدان ذره‌ای است. ما می‌دانیم که درک کنونی ما در مورد جهان کامل نیست. آنچه آزمایش‌هایی از این دست به ما نشان می‌دهند، شاید نخستین نگاه‌های اجمالی به جهان جدیدی از فیزیک باشد.»
پروفسور “مارک لنکستر” از دانشگاه منچستر که محقق ممتاز بریتانیا در این آزمایش بود به بی بی سی گفته است : «ما متوجه شدیم که برهم‌کنش میون‌ها با مدل استاندارد (نظریه عمدتا پذیرفته شده در مورد رفتار ذرات زیراتمی) سازگار نیست. این موضوع بسیار هیجان‌انگیز است، چون به طور بالقوه به آینده‌ای با قوانین تازه فیزیک، ذرات تازه و یک نیروی تازه که تا به حال ندیده‌ایم، اشاره دارد.»
این نتیجه عجیب، مدل استاندارد فیزیک را که حدود 50 سال پیش ابداع شده است و مجموعه تعاملات میان ذرات بنیادی جهان را نشان می‌دهد، به چالش می‌کشد. این مدل در حال حاضر، بهترین درک ما در مورد نحوه ارتباط این ذرات و نیرو‌ها با یکدیگر است و نشان می‌دهد که همه مواد اطراف ما از ذرات بنیادی ساخته شده‌اند.
ماه پیش فیزیکدان‌ها در برخورد دهنده هادرونی بزرگ نتایجی را تشریح کردند که آن هم می‌تواند به وجود ذره یا نیرویی تازه اشاره داشته باشد. به این ترتیب محققان می‌گویند اکنون رقابتی برای اثبات اینکه واقعا نیرو یا ذره ناشناخته دیگری در جهان وجود دارد شروع شده است.
علاوه بر “نیروی گرانش” و “الکترومغناطیسی”، “نیروی هسته‌ای قوی” و “نیروی هسته‌ای ضعیف” که بر رفتار ذرات زیراتمی حکمفرما هستند، ممکن است یک نیروی بنیادی جدید به حل برخی از بزرگترین معما‌های جهان که برای چند دهه عرق دانشمندان را در آورده کمک کند. برای مثال مشاهده اینکه انبساط جهان در حال سرعت گرفتن است به «انرژی تاریک» نسبت داده می‌شود. اما برخی محققان قبلا گفته‌اند که این پدیده ممکن است به دلیل وجود یک نیروی پنجم در طبیعت باشد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters و Physical Review A منتشر شده است.
منبع: scitechdaily.com
