Пятая сила природы: что из себя представляет неизвестный ранее науке бозон X17

Этот загадочный бозон свидетельствует об еще неизвестной человечеству фундаментальной силе Вселенной. Все в нашей Вселенной удерживается вместе или порознь благодаря четырем фундаментальным силам: гравитации, электромагнетизму и двумя ядерным взаимодействиям. Однако физики уверены, что обнаружили пятую физическую силу, возникающую из атома гелия.

Частица X17 — гипотетическая элементарная частица (бозон), предложенная в 2015 году группой венгерских физиков под руководством Аттилы Краснахоркаи для объяснения аномальных результатов измерений в ходе поиска тёмных фотонов — аналога фотонов для тёмной материи. Названа в честь массы частицы около 17 МэВ (Мега электронвольт=1 млрд электронвольт).

Исследователи утверждают, что существует странная сила, которую наблюдали уже,, как минимум, пару раз. Несколько лет назад ее уже засекали в процессе распада изотопа бериллия. Недавно та же самая команда ученых обнаружила второй пример того, как таинственная сила вступает в игру. По их мнению, ее несут частицы под условным названием X17.

Узнав больше о X17, мы сможем лучше понять силы, управляющие нашей Вселенной. Оно также поможет ученым решить проблему темной материи раз и навсегда.

Атилла Краснахоркаи и его коллеги из Венгерского института ядерных исследований подозревали, что в 2016 году произошло нечто странное. Тогда команда изучала то, как бериллий-8 при распаде испускает свет. Если излучение было достаточно интенсивным, оно превращалось в электрон и позитрон. Две эти частицы отталкивались друг от друга под предсказуемым углом.

Исходя из закона сохранения энергии, с увеличением энергии света, излучающего две частицы, угол между ними должен уменьшаться. Однако на деле Атилла и его коллеги увидели, что расхождение в некоторых точках достигает 140 градусов! Нарушений в самом эксперименте выявлено не было, а потому исследованием вскоре заинтересовались физики по всему миру.

Почему это так важно? Ученые сходятся во мнении, что за это отклонение отвечает совершенно новый, неизвестный науке фундаментальный бозон. Они есть у всех четырех фундаментальных сил во Вселенной – три из них мы уже открыли, а вот бозон гравитации, т.н. «гравитон», пока неуловим. Новая сила также не может быть проявлением какой-то из уже известных – ее бозон обладает уникальной массой (17 мегаэлектронвольт, что примерно в 33 раза больше, чем у электрона) и крошечной продолжительностью жизни.

Теперь же работа велась с атомами гелия. Подобно предыдущему открытию, исследователи обнаружили, что пары электронов и позитронов разделяются под углом, который не соответствует принятым в настоящее время моделям. На этот раз число было ближе к 115 градусам. Работая в обратном направлении, команда рассчитала, что ядро гелия также могло бы создать короткоживущий бозон с массой чуть менее 17 мегаэлектронвольт. Для простоты они назвали частицу X17. Стоит отметить, впрочем, что ей предстоит еще долгий путь до «официальной» частицы, которую мы сможем добавить к любым моделям и уравнениям, описывающим состояния материи.