Физики не обнаружили нового фундаментального взаимодействия

Космический аппарат MICROSCOPE, созданный для проверки наличия в природе гипотетического пятого фундаментального взаимодействия, не смог подтвердить наличие такой силы. В результате проводимого на орбите Земли эксперимента удалось установить новые ограничения, которые на порядок превзошли предыдущие оценки. Статья с анализом данных опубликована в журнале Physical Review Letters.

Современная теоретическая физика описывает природу четырьмя фундаментальными взаимодействиями: сильным ядерным, слабым ядерным, электромагнитным и гравитационным. Первые три объединяются в Стандартную модель физики элементарных частиц. Гравитация описывается общей теорией относительности Эйнштейна, но ученые давно пытаются построить более общую теорию тяготения. Одним из вариантов обобщения являются скалярно-тензорные теории, из которых следуют корректировки в законы тяготения, что в ньютоновском пределе (маленькие массы и слабые гравитационные поля) можно описать как существование пятого взаимодействия.

Такое пятое взаимодействие приведет к нарушению слабого принципа эквивалентности — одной из основ теории относительности. Согласно этой идее, гравитационная и инертные массы любых тел равны, поэтому при действии только сил гравитации все тела будут падать с одинаковым ускорением вне зависимости от своего состава. В эксперименте MICROSCOPE тестировалась зависимость ускорения от состава тел в модели пятой силы, описываемой потенциалом Юкавы, — теоретической идеи, используемой в физике элементарных частиц.

Спутник MICROSCOPE был создан во французском Национальном центре космических исследований и запущен в 2016 году. Он пытается обнаружить отличия в ускорении свободного падения двух идентичных цилиндров одинаковой массы из разных материалов (платиново-родиевый сплав и титано-алюминиево-ванадиевый сплав) во время обращения вокруг Земли. На уровне точности измерения различий в ускорении, которое составляет несколько долей на 10¹⁴, значимых отличий не было найдено. В данной работе были проанализированы только первые данные с аппарата. К концу миссии в этом году у ученых будет в 10 раз больше информации, которая позволит еще больше увеличить точность измерений.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.