A héten talán láttak néhány szalagcímet a természet ötödik alapvető erejének felfedezéséről. Talán még olvastál is róla egy kicsit, de aztán valószínűleg abbahagytad az olvasást, mert… részecskefizika, kvantumok, bozonok, erőhordozók…

Lépj el a cikkektől: Azért vagyunk itt, hogy segítsünk.

Ha emlékszel valamire az iskolában tanult fizikából, lehet, hogy emlékszel arra, hogy a természetnek négy alapvető ereje van.

Ezek nem különösebb sorrendben a gravitáció, az elektromágnesesség, a gyenge magerő és az erős magerő.

Ötödik? A másik négyet ismernem kellene?

A gravitáció viszonylag könnyen érthető: bármely két tömeggel rendelkező dolog (atomok, emberek, bolygók, csillagok) egymás felé húzódik. Minél nagyobb a tömeg, annál erősebb a vonzás. Könnyű dolgunk van.

Elektromágnesesség? Nos, ez egyszerű, ez az elektromosság és a mágnesesség összezúzva. Igen, de ez nem igazán magyarázza meg a működését. Az elektromágneses erő megmagyarázza, hogy az elektromosan (pozitívan vagy negatívan) töltött dolgok hogyan lépnek kölcsönhatásba egymással. Az egyik nagy tanulság, hogy a mágneses töltés elektromos töltést hozhat létre, és fordítva. Ezek a kölcsönhatások felelősek az elektromos áram előállításáért, ami elég nagy dolog. Az elektromágnesesség és az, ahogyan a tárgyakat nyomja és húzza, felelős az olyan dolgok energiájáért, mint az akkumulátorok és a mágnesek, de ide tartozik a fény is, amely nem más, mint elektromágneses sugárzás hullámai.

A másik kettő a gyenge és az erős magerő, és bár mindkettő erősebb, mint a gravitáció, csak az atomok közötti apró terekben hatnak, és a még kisebb terekben, ahol a kvantumfizika elkezd mindent nagyon furcsává tenni.

Az erős magerő valójában a legerősebb a négy ismert erő közül, és lényegében a ragasztó, ami mindent összeköt. Ez felelős azért, hogy a protonok és neutronok (amelyek az elektronokkal együtt alkotják az atomokat) stabilak maradjanak, majd lehetővé teszi, hogy ezek atommagokba kötődjenek. A gyenge erő viszont a radioaktív bomlásért felelős, az erős erő ellentéte, ez szabályozza, hogyan esnek szét a dolgok nukleáris szinten. Ó, és mellesleg ez felelős a fúzióért, és ez tartja fényesen és melegen a Napunkat.

Ez a négy erő, anélkül, hogy túlságosan belemennénk a dolgok működésének bonyolultságába.

Szóval mi van az ötödik erővel?

De egy kicsit bele kell mennünk a dolgok közepébe, mert tudnunk kell, hogy mi készteti a gravitációt vagy a többi erő bármelyikét arra, hogy ténylegesen tegye a dolgát.

Egy tömeggel rendelkező test csak úgy varázsütésre elkezd mozogni egy másik tömegű dolog felé? Nem, ezt erőhordozó részecskéknek nevezett dolgok teszik lehetővé. Az erőhordozók azok a részecskék, amelyek információt hordoznak a dolgok között, és megmondják nekik, hogyan viselkedjenek. Gondoljatok az erőhordozókra úgy, mint a négy alapvető erő kis zsebes alkotmányaira. Nemcsak lefektetik az összes viselkedési szabályt, hanem arra is kényszerítik az erőket (ha), hogy e szabályok szerint cselekedjenek.

A gravitáció erőhordozói a gravitonoknak nevezett hipotetikus dolgok, az elektromágnesességé a fotonok. A gyenge magerőnél a hordozókat W és Z részecskéknek, az erős magerőnél pedig gluonoknak hívják. Ezek az erőhordozók mind a bozonok példáinak minősülnek.”

De tavaly a Magyar Tudományos Akadémia fizikusainak egy csoportja a University of California at Irvine (UCI) fizika tanszéke szerint “rejtélyes anomáliákat látott a kísérleti adataikban”. A magyarok nem voltak biztosak abban, hogy mik voltak ezek az anomáliák, de egy újfajta fényrészecske létezésére utaltak. Ennél tovább nem jutottak. Nem tudták kitalálni, hogy ennek az új részecskének van-e tömege, vagy egy újfajta, tömeg nélküli bozonról van-e szó, mint a foton.

Sajnos, hogy Abraham Lincolnt idézzem, a világ “kevéssé vette észre, és nem is emlékezett sokáig” a magyar tudósok munkájára.

Kivéve egy fizikuscsoportot, amelyet Jonathan Feng, az UCI fizika és csillagászat professzora vezetett. Feng a csapatával együtt megnézte a magyarok munkáját, összeszedett egy csomó más hasonló kísérletet, és úgy döntött, hogy a magyarok talán valóban egy újfajta erőhordozó bozont találtak.

“Néha”, mondja Feng, “egyszerűen csak X-bozonnak is hívjuk, ahol az X azt jelenti, hogy ismeretlen”. Ha igazuk van, egy új erőhordozó részecske azt jelenti, hogy léteznie kell egy új erőnek, egy ötödik alapvető erőnek.

A csapatok munkája most jelent meg a Physical Review Letters című folyóiratban. “Ha igaz, akkor ez forradalmi” – mondta Feng. “Évtizedek óta tudunk négy alapvető erőről… egy lehetséges ötödik erő felfedezése teljesen megváltoztatná az univerzumról alkotott képünket, ami hatással lenne az erők egyesítésére és a sötét anyagra.”

És nem, a sötét anyagra most nem is térünk ki.

Hol rejtőzött tehát ez az erő? Feng azt mondja, hogy egyszerűen figyelmen kívül hagyták a múltban. “A kölcsönhatásai nagyon gyengék” – mondja Feng.”

De hozzáteszi: “Sok kísérleti csoport dolgozik kis laboratóriumokban szerte a világon, amelyek nyomon követhetik a kezdeti állításokat, most, hogy tudják, hol kell keresni.”

Szóval mit csinál, és mit jelent ez?

Ez az új erő nagyon hasonlít az elektromágnesességhez, de Tim Tait szerint, aki társszerzője volt a “míg a normál elektromos erő az elektronokra és a protonokra hat, ez az újonnan felfedezett bozon csak az elektronokkal és a neutronokkal lép kölcsönhatásba – és rendkívül korlátozott tartományban.”

De további kutatásokra van szükség ahhoz, hogy meghatározzuk, pontosan mit jelent ez a fizikai világ működésére nézve.”

Szóval, ha ez az új erő megerősítést nyer, mit jelentene a világról alkotott képünk szempontjából? Ezt még Feng sem tudja. De találgatásokból nincs hiány. Szerepet játszhat abban, hogy a tudósok megtalálják a fizika Szent Grálját, a Nagy Egyesített Elméletet. Ez az ötödik erő segíthet egyesíteni az elektromágneses, a gyenge és az erős nukleáris erő hatásait, “egy nagyobb, alapvetőbb erő megnyilvánulásait” – mondja Feng.”

A fizikusok régi álma, hogy rájöjjenek, hogy az elektromágnesesség, az erős és a gyenge nukleáris erő hogyan működik együtt, és ez az új erő egy nagy darabja lehet ennek a kirakósnak.

Ha be tudjuk bizonyítani ennek az ötödik erőnek a létezését, az egy lépéssel közelebb vihet minket ahhoz, hogy valóban megértsük, hogyan működik az univerzumunk.

Megvan?

Megvan?