Эксперименты с позитронием обнаружили возможные погрешности в базовых законах физики

Эксперимент был многократно повторен, расчеты тоже – результаты не сходятся. Однако, авторы не спешат делать громких заявлений, сообщает Science.

Интересно Искусственный интеллект нашел 50 новых экзопланет

Как все работает

Поскольку атом позитрония не содержит ядерной материи, физики могут изучать их, не заботясь о сложности слабых и сильных ядерных сил, которые незаметно, но значимо меняют свойства атома. Для того, чтобы предсказать свойства позитрония, физикам нужно использовать только относительно простые квантовые теории электрических или магнитных сил или квантовую электродинамику, пожалуй, самую точную и проверенную теорию в физике. Это делает позитроний идеальным инструментом для поисков новой физики, считают ученые из Колледжа Франклина и Маршалла.

Как и обычный атом, позитроний может абсорбировать и излучать свет и прочее электромагнитное излучение только в определенных частотах, поскольку электрон и позитрон внутри него прыгают из одного квантового состояния в другое. Теоретики могут вычислить эти длины волн точно с помощью квантовой электродинамики. Любые разногласия между прогнозами и экспериментальными данными указывают на следы "новой физики".

Особенности эксперимента

Осуществить такие сравнения не так просто. Ученые-теоретики годами проводят сложнейшие вычисления, а атомов позитрония не существует в природе, так что экспериментаторы должны создавать их сами, стреляя позитронами в мишень. Полученные атомы живут недолго – через долю микросекунды электрон и позитрон сталкиваются и уничтожают друг друга во вспышке гамма-лучей.

Однако физик Дэвид Кэсседи и его коллеги смогли получить облака примерно из 100 тысяч атомов позитрония и подвергнуть их действию микроволн, чтобы запустить переход между парой квантовых состояний. Они обнаружили, что переход осуществляется при 18,50102 ГГц, что противоречит теоретическим прогнозам – 18,49825 ГГц. Эти два значения отличаются в 4,5 раза.

Не пропустите NASA показало уникальное фото с двумя редкими явлениями природы

О чем это может свидетельствовать?

О том, что базовые законы физики не совсем правильные. Однако исследователи не спешат заявлять на весь мир о прорыве и проявляют осторожность. В прошлом уже находили несоответствия между прогнозами и экспериментами в поведении позитрония, которые оказались развязаны более точными измерениями.

Другая, более важная причина – новые результаты намекают на то, что квантовая электродинамика, основанная на фундаментальных предположениях, в чем-то неверна. А это очень дерзкое заявление.