Физики предполагают, что между нейтронами и электронами может существовать сверхслабое взаимодействие, опосредованное гипотетической частицей — Взаимодействие Юкавы. Она должна действовать только на очень малых расстояниях (внутри атомных ядер) и менять характер взаимодействия между их составляющими.
В отличие от других попыток искать эту силу на космическом уровне, авторы исследования сфокусировались на микромире. Они сравнили поведение пяти изотопов кальция (А=40, 42, 44, 46, 48) в разных ионных состояниях. Это исследование было опубликовано в Physical Review Letters.
Электроны в атоме находятся на энергетических уровнях. Под действием внешнего импульса они могут «прыгнуть» выше, а потом вернуться. Точные значения этих переходов зависят от структуры ядра — то есть от числа нейтронов.
Сравнивая разные изотопы кальция, ученые построили график — График Кинга, который при известных силах должен быть линейным. Любые отклонения от него могут означать существование еще одного взаимодействия.
Именно такие отклонения и были зафиксированы. В теории они могут быть вызваны воздействием частицы с массой от 10 до 10 миллионов электронвольт — как раз в предполагаемом диапазоне для гипотетической пятой силы.
Стандартная модель физики успешно объясняет поведение частиц и полей, но не охватывает все: темная материя, природа гравитации, асимметрия материи и антиматерии до сих пор остаются загадками. Любой намек на новую силу — это потенциальный шаг к расширению этой модели.
Хотя результат еще не является доказательством — возможны альтернативные объяснения, — исследование сузило область поиска и уточнило, где именно может скрываться новая физика.
Ранее мы рассказывали, как уравнение Шредингера помогло оценить массу темной материи.