Учените са на път да разгадаят част от неизвестните във Вселената

От няколко седмици физиците по цял свят са особено развълнувани. Два експеримента, проведени независимо един от друг и на практика различни, доведоха до сходен резултат - нещо не е наред в разбирането ни за Вселената.

Връщайки се на същината на откритието, той дава възможните отговори на въпроса какво означава установеното във "Фермилаб". Едната възможност е да има неизвестни досега частици, които да влияят, а другата - нови, неизследвани взаимодействия.

Доц. Кожухаров успокоява, че не само няма нищо тревожно в експериментите, а дори, че физиците са щастливи и въодушевени от резултатите. И нямат търпение следващите им опити да потвърдят новите засега открития.

"Ако досега говорехме за универсалност на взаимодействията на електроните и мюоните, то днес имаме указания, че или има нови частици, или - нови взаимодействия", обяснява физикът.

Един от големите успехи на научния екип по проекта, чието име съдържа препратки към Падме Амидала от "Междузвездни войни" и названието на пъпката на лотуса, е фактът, че през последната година на пандемия и съпъстващите я ограничения, са успели да съберат множество данни. Това станава възможно благодарение на студенти и докторанти на доц. Кожухаров от Софийския университет, които конструират и изпълняват система за отдалечено наблюдение на потока данни и за контрол на детектора. Друг пробив на международния научен екип на ПАДМЕ е използването на диамант, в който да се сблъскват електрони и позитрони.

Експериментът във Фермилаб с мюоните потвърждава резултатите от подобен опит преди 15 години в лабораторията в Брукхейвън, САЩ. И двата експеримента се фокусират върху магнитния момент на мюона, който може да се разглежда като един малко по-тежък брат на електрона, казва българският физик. Магнитният момент е най-добре описаната величина във физиката, добавя той. Той е свързан и със силата на привличане и отблъскване на електроните с другите частици, притежаващи електричен заряд. "Очаквахме, че мюоните и електроните имат сходни взаимодействия и магнитни моменти. Но експериментите в американските лаборатории показаха, че стойностите им не съвпадат с очакванията", казва Кожухаров.

Нормално е да допуснем, че ако физиците откриват нещо нередно, вероятно ситуацията е доста сериозна. БТА постави въпроса на доц. Венелин Кожухаров, български физик, ръководител на катедра във Физическия факултет на Софийския университет. Той е известен и на широката българска публика като един от младите изследователи, които "превеждат" сложната наука на разбираем за широката аудитория език в традиционните вече конкурси "Лаборатория за слава" на Британския съвет.

От думите на българския учен става ясно, че Стандартният модел - основната теория във физиката на елементарните частици, не само че не е сгрешен, но и няма да се налага пренаписване на учебниците. Новите експерименти всъщност дават надежда, че той най-сетне ще бъде дописан, близо петдесет години по-късно.

През март и в началото на април два мащабни научни експеримента в ЦЕРН и в лаборатория Фермилаб в САЩ наблюдаваха, че елементарните частици не се държат точно така, както се очаква от тях. Очакванията са изложени в Стандартния модел, който физиците използват, за да описват и разбират как функционира Вселената на субатомно ниво.

При експеримента LHCb в големия адронен колайдер в ЦЕРН, Швейцария, е наблюдаван разпад на частици, съдържащи "красиви кварки", до електрони или мюони. Но в ЦЕРН също се наблюдава разлика с очакваните според Стандартния модела стойности, което отново навежда учените на хипотезата, че регистрират наличие или на нова частица, или на ново взаимодействие.

Самият Кожухаров от няколко години се е посветил на търсене на нови елементарни частици. Заедно с италианския си колега Мауро Раджи и учени от България и Италия те работят по проекта "ПАДМЕ" в ядрената лаборатория във Фраскати, Италия. Целта им е да установят дали тъмният фотон - форма на тъмната материя, може да е причина за разликата в магнитния момент на мюона. Това ще е възможно, ако има ново, пето фундаментално взаимодействие, различно от четирите, за които знаем, пояснява българският учен. Негов преносител би бил именно тъмният фотон и ако масата му е до 40 пъти повече от тази на електрона, има шанс той да бъде наблюдаван от експеримента ПАДМЕ.

Самото название на този тип елементарна частица има любопитен произход. В началото на 60-те години на миналия век американският физик Мъри Гел-Ман я нарича "кварк", когато описва строежа на адроните. Той заема думата "кварк" от романа на Джеймс Джойс "Бдението на Финеган", където героят чува в съня си странната фраза "Три кварка за мистър Марк".

Стандартният модел е най-добре изследваната теория във физиката и е проверена с точност до 12-13 знака след десетичната запетая. Затова за физиците би било тъжно, ако тази теория всъщност е краят на физиката на елементарните частици. Истинският смисъл и цел за тях е да надзърнат отвъд описаните 5 процента от Вселената.

Той подчертава, че разликите между теорията и експеримента надвишават три пъти точността на измерванията, а във физиката за откритие се смята отклонение от поне пет пъти. Но от особено значение е не толкова разликата, а изключително високата точност на измерванията в експериментите - едно на един милиард, казва физикът. Това е знак колко дълбоко е достигнало познанието ни, това са свръхточни и прецизни опити, добавя той.