علماء فيزياء على وشك اكتشاف القوة الخامسه للطبيعة.. فما هى القوى الأربع؟!

وضح علماء الفيزياء ان النظرية المحيرة القائلة بإمكانية وجود قوة خامسة مـن الطبيعة تم تعزيزها بفضل التذبذب غير المتوقع لجسيم دون ذري.

ووفقاً للفهم الحالي، هناك 4 قوى أساسية فى الطبيعة، ثلاث منها – القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية الكبيرة والضعيفة – موضحة بالنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات.

عالمان يبتكران مادة توفر طاقة لا نهائية.. قد تحدث شكل العالم

ومع ذلك، فإن النموذج لا يفسر القوة الأساسية الاخرى المعروفة، أو الجاذبية، أو المادة المظلمة – وهي مادة غريبة وغامضة يعتقد أنها تشكل حوالى 27% مـن الكون.

ويعتقد الباحثون الان أنه يمكن ان تكون هناك قوة أساسية خامسة أخرى للطبيعة.

اعلن الدكتور ميتش باتيل، مـن إمبريال كوليدج لندن: “نحن نتحدث عَنْ قوة خامسة لأننا لا نستطيع بالضرورة شرح السلوك [في هذه التجارب] مع الأربع التى نعرف عنها”.

النتائج التجريبية

تأتي البيانات مـن التجارب التى أجريت فى منشأة “Fermilab” الأميركية لمسرع الجسيمات، والتي استكشفت كيفية تحرك جسيمات دون ذرية تسمى الميونات – تشبه الإلكترونات، ولكنها أثقل بحوالي 200 مرة – فى مجال مغناطيسي.

وقال “باتيل”، إن الميونات تتصرف قليلاً مثل قمه الطفل الدوارة، فى الدوران حول محور المجال المغناطيسي. ومع ذلك، عندما تتحرك الميونات، فإنها تتمايل. يمكن توقع تردد هذا التذبذب بواسطة النموذج القياسي، وفقاً لما ذكرته صحيفة “الغارديان”، واطلعت عليه “العربية.نت”.

لكن لا يبدو ان النتائج التجريبية مـن مختبر “FermiLab” تتطابق مع تلك التوقعات.

الواقع والتنبؤ القياسي للحركة

وتبسيطاً للفكرة، فإن الاختلاف فى طريقة حركة جسيم معين بين الواقع والتنبؤ القياسي للحركة، تكشف عَنْ تأثير لقوى خفية تعمل على حدوث هذا الاختلاف، ولكن المشكلة فى ان العلماء لم يتوصلوا بعد الي ماهيتها، إذ أنها ليست واحده مـن القوى الأربع الطبيعية المعروفة حالياً.

وقال البروفيسور مـن جامعة كوليدج لندن، جون باتروورث، والذي يعمل على تجربة أطلس فى مصادم الهادرونات الكبير (LHC) فى سيرن: “يرجع التذبذب الي الطريقة التى يتفاعل بها الميون مع المجال المغناطيسي. يمكن حسابها بدقة شديدة فى النموذج القياسي، لكن هذا الحساب يتضمن حلقات كمومية، مع ظهور جسيمات معروفة فى تلك الحلقات.

وأضاف: “إذا كانـت القياسات لا تتوافق مع التنبؤ، فقد يكون ذلك علامة على وجود جسيم غير معروف يظهر فى الحلقات – والتي يمكن، على سبيل المثال، ان تكون حاملة لقوة خامسة”.

وتتبع النتائج العمل السابق مـن “FermiLab” الذى أظهر نتائـج مماثلة.

حالة مـن عدم اليقين

لكن باتيل أشار الي أنه بين النتائج الأولى والبيانات الجديدة، ازداد عدم اليقين حول التنبؤ النظري للتردد.

وقال إن هذا يمكن ان يغير الوضع. اعلن باتيل: “ربما ما يرونه هو التفكير العلمي القياسي – ما يسمى بالنموذج القياسي”.

هناك قضايا أخرى. اعلن بتروورث: “إذا تم تأكيد التناقض، فسنكون على يقين مـن ان هناك شيئاً جديداً ومثيراً، لكننا لن نكون متأكدين تماماً مـن ماهيته.

“مـن الناحية المثالية، مـن شأن التناقض ان يخبرنا بأفكار نظرية جديدة مـن شأنها ان تؤدي الي تنبؤات جديدة – على سبيل المثال، كيف يمكن ان نجد الجسيم الذى يحمل القوة الجديدة، إذا كان هذا هو ما هو عليه. سيكون التأكيد النهائى بعد ذلك هو بناء تجربة لاكتشاف هذا الجسيم مباشرة”.

لم تكن التجارب فى Fermilab هى الوحيدة التى توحي بإمكانية وجود قوة خامسة: فقد أنتج العمل فى LHC أيضاً نتائـج محيرة، وإن كان ذلك بنوع مختلف مـن التجارب التى تبحث فى معدل إنتاج الميونات والإلكترونات مع تحلل جسيمات معينة.

القياس إنجاز عظيم

لكن باتيل، الذى عمل فى تجارب LHC، اعلن إن هذه النتائج أصبحت الان أقل تماسكاً.

وأضح: “أنها تجارب مختلفة، تقيس أشياء مختلفة، وقد يكون هناك اتصال بينها أو لا يكون”.

وأضاف بتروورث ان التردد غير المتوقع لتذبذب الميونات كان مـن أطول التناقضات والأكثر اهميه بين القياس والنموذج القياسي.

اعلن: “القياس إنجاز عظيم، ومن غير المرجح ان يكون مخطئاً الان”. “لذلك إذا تم تسوية تنبؤات النظرية، فقد يكون هذا بالفعل أول دليل مؤكد لقوة خامسة – أو شيء آخر غريب يتجاوز النموذج القياسي.”