Фізики наблизилися до виявлення п'ятої сили під час створення ідеальних кристалів

Дослідження проводилося в рамках міжнародного співробітництва в Національному інституті стандартів та

технологий (NIST).Дмитро Пушин, член Інституту квантових обчислень університету Ватерлоо та викладач кафедри фізики та астрономії, був єдиним канадським дослідником, який брав участь у дослідженні. Метою Пушина було створити якісні квантові сенсори з ідеальних кристалів.

Направляючи субатомні частинки - нейтрони - накристали кремнію та відстежуючи результат з високою чутливістю, дослідники змогли отримати три видатні результати: перше за 20 років вимірювання ключової властивості нейтрону з використанням унікального методу; високоточні вимірювання ефектів теплових коливань у кристалі кремнію; та обмеження сили можливої ​​п'ятої сили за межами стандартних фізичних теорій. Остання робота, проведена у співпраці з дослідниками з Японії, США та Канади, дозволила вчетверо підвищити точність вимірювання процесів у структурі кристала кремнію.

Пушиної, чиї дослідження спеціалізуються нанейтронної фізики і интерферометрии, зіграв важливу роль в зборі даних про нейтронах і хімічному травленні зразків. Це допомогло наукової команді вивчити ті сили, що лежать за межами Стандартної моделі.

Стандартна модель в даний час єшироко прийнятою теорією взаємодії частинок та сил на мікрорівні. Але це неповне пояснення того, як влаштована природа, і вчені підозрюють, що у Всесвіті є щось більше, ніж описує теорія. Стандартна модель описує три фундаментальні сили в природі: електромагнітну, сильну та слабку ядерну взаємодію. Кожна сила діє через дію «часток-носіїв». Наприклад, фотон є переносником електромагнітної сили. Але стандартна модель не включає гравітацію у свій опис природи. Крім того, деякі експерименти та теорії припускають можливу присутність п'ятої сили.

Дослідники вже планують масштабнішівимірювання ефекту Пенделлосунга з використанням кремнію та германію. Вчені очікують п'ятикратне зменшення похибки їх вимірювань, що може дати найбільш точне на сьогоднішній день вимірювання радіусу нейтронного заряду і виявити ту саму силу. Вони також планують провести кріогенну версію експерименту, яка покаже, як атоми кристала поводяться у квантовому основному стані.  Саме воно пояснює той факт, чому квантові об'єкти ніколи не бувають абсолютно нерухомими навіть за температур, близьких до абсолютного нуля.

Читати далі:

Нова iOS 15: дата випуску, дизайн і функції iPhone. Розповідаємо все, що відомо

З білого графена зробили надтонкий матеріал. Він замінить сервери

Подивіться на важкий ударний безпілотник, який несе зброю вагою в тонну