وجود نیروی پنجم در نظریه انرژی تاریک رد شد - مجله سایه

به گزارش خبرنگاران و به نقل از انگجت، دانشمندان مدتهاست که می دانند دنیا درحال گسترش است، اما در دهه 90 داده های تلسکوپ هابل چیز عجیب و غریبی را نشان داد: گسترش دنیا اکنون سریع تر از زمان جوان تر بودن دنیا در حال رخ دادن است.

این موضوع در مقابل همه مدل های موجود از دنیا بود و فیزیکدانان فهمیدند که باید نوعی انرژی در کل فضا وجود داشته باشد که گسترش دنیا را تسریع می نماید. آنها این پدیده را انرژی تاریک نامیدند و با گذشت چند 10 سال هنوز ما تصوری از آن نداریم که این انرژی چه می تواند باشد.

یکی از شرحات احتمالی این پدیده این است که تعامل انرژی تاریک فراتر از 4 نیروی بنیادی شامل نیروی هسته ای ضعیف و قوی، نیروی گرانشی و نیروی الکترومغناطیسی با پنجمین نیرویی است که با ماده تعامل دارد.

نیروهای بنیادی در فیزیک که گاهی آنها را نیروهای تعاملی نیز می نامند، نیروهایی هستند که از طریق آنها ساده ترین ذرات در دنیا با یکدیگر اندرکنش(تعامل) دارند. یک نیرو را زمانی بنیادی می گوییم که نتوان آن را از طریق دیگر نیروها توصیف کرد.

چهار نیروی بنیادی شناخته شده عبارتند از نیروی هسته ای ضعیف، نیروی هسته ای قوی، نیروی الکترومغناطیسی و نیروی گرانش. نیروهای هسته ای قوی و ضعیف را به ترتیب با نام های نیروی قوی و ضعیف هم می شناسند. احتمالاً به جز گرانش، بقیه این نیروها از طریق یک سری محاسبات تقریبی که به نظریه اختلال معروف است، قابل توصیف هستند. گویی اعمال نیروی بنیادی معادل تبادل بوزون بین ذرات است. با این حال مواردی هم وجود دارد که نظریه اختلال نمی تواند به خوبی پدیده مشاهده شده را توصیف کند. مانند حالت پیوند و تک موج.

اخیرا یک تیم تحقیقاتی از کالج امپریال لندن تصمیم گرفت تئوری نیروی پنجم را با انجام آزمایش بر روی اتم های واحد آزمایش کند.

این آزمایش به آنالیز اینکه آیا نیروی پنجم در صورت وجود ماده بیشتر، ضعیف تر می گردد یا نه(نقطه مقابل نیروی گرانشی که وقتی ماده بیشتری در نزدیکی آن وجود داشته باشد، قوی تر می گردد) پرداخت. در این صورت باید انتظار داشت نیروی پنجم به شدت در خلاء فضا وجود داشته باشد و در جاهای پر از ماده مانند اطراف زمین ضعیف خواهد بود.

این تیم برای آزمایش این موضوع از ابزاری به نام تداخل سنج اتمی برای شناسایی هرگونه نیروی اضافی که ممکن است روی یک اتم اندرکنش داشته باشد، استفاده کرد.

محققان یک کره فلزی به اندازه یک تیله را در یک محفظه خلاء قرار دادند و اجازه دادند اتم ها آزادانه به داخل این محفظه سقوط نمایند. از نظر تئوری، اگر نیروی پنجمی وجود داشته باشد که بر روی اتم ها عمل کند، باید در هنگام عبور از کره، جهتشان را کمی تغییر دهند.

با این حال محققان هیچ چیزی مبنی بر تغییر جهت اتم ها مشاهده نکردند، بنابراین هیچ مدرکی درباره نیروی پنجم وجود ندارد. این بدان معنی است که فیزیکدانان می توانند همه فرضیه های مربوط به انرژی تاریک شامل تداخل نیروی پنجم را رد نمایند و برای شرح این پدیده اسرارآمیز روی مدل های دیگر متمرکز شوند.

به گفته یکی از دانشمندان برجسته این مطالعه، سادگی نسبی این آزمایش یکی از نقاط قوت آن است. پروفسور اد هیندز از گروه فیزیک کالج امپریال لندن گفت: این بسیار هیجان انگیز است که توانستیم با استفاده از یک آزمایش در یک زیرزمین، چیزی در خصوص تکامل دنیا کشف کنیم.