Záhadné X17: Anomália fyziky, ktorá zamotala hlavy vedcom

V neustále sa rozvíjajúcom svete fyziky nie je zriedkavé natrafiť na javy, ktoré vyžadujú prehodnotenie zaužívaných teórií. Jednou z takýchto kurióznych záležitostí je aj tzv. „ATOMKI anomália“, ktorá zaujala vedeckú komunitu už pred dekádou. Objavená bola v maďarskom laboratóriu ATOMKI pri pozorovaní rozpadov určitých atómových jadier, ktoré nezodpovedali našim súčasným teóriám. Tento objav viedol k hypotéze o existencii novej častice, pomenovanej X17, ktorej existencia má naznačovať prítomnosť piatej sily prírody.

Kľúčové poznatky

1. ATOMKI anomália - Fyzikálne experimenty v Maďarsku ukázali anomálie v rozpade jadier berylia a hélia, ktoré nesúhlasili s predpoveďami súčasných teórií.
2. Častica X17 - Hypotéza naznačuje, že pozorované anomálie by mohla spôsobovať nová častica o hmotnosti 17 MeV, čím by mohla predstavovať piatu silu prírody.
3. Nepotvrdené závery - Ostatné laboratóriá sa pokúšali tieto pozorovania verifikovať, ale niektoré výsledky sú v rozpore alebo nedostatočne presvedčivé.
4. Matematické interpretácie - Neskôr vznikli teórie, ktoré sa snažili vysvetliť pozorovania pomocou komplikovanejších matematických modelov bez nutnosti zavádzať nové častice.

Nezvyčajné správanie jadier

Všetko sa začalo, keď vedci z ATOMKI ústavu v roku 2015 testovali správanie atómových jadier berylia 8, ktoré boli ostreľované protónmi alebo alfa časticami. Pri rozklade kalaného jadra sledovali rozložiteľnosť uhlov medzi elektrónom a pozitónom, ktoré vznikali ako produkt rozpadu. Výsledky týchto experimentov nepredvídatelne nesúhlasili s existujúcimi modeli, pričom nezrovnalosti dosiahli významnú úroveň 6,8 sigma. Tieto výsledky boli následne publikované vo významnom fyzikálnom časopise Physical Review Letters, i keď spočiatku bez väčšieho ohlasu.

Skeptickí vedci a zdokumentované neshody

Hoci sa zdá, že objavenie nového fyzikálneho javu by malo byť dôvodom na oslavy, reakcia vedy bola viac než váhavá. Dôvody boli viaceré - predpokladaná častica X17 mala hmotnosť v energii, ktorá už bola skúmaná inými experimentmi. Dôveru v objav podrývali aj samotné ATOMKI, ktoré bolo známe pre predchádzajúce podobné anomálie, ktoré neskôr zmizli s použitím lepších prístrojov.

Zaúžitkovanie matematiky

V priebehu rokov sa na svetlo dostali rôzne pokusy vysvetliť pozorovania pomocou známych fyzikálnych princípov, s o niečo zložitejšou matematickou analýzou, ktorá dokonale zodpovedala dátam. Aj keď tento prístup vyvoláva otázky vzhľadom na svoju dokonalú presnosť, viac než dôveryhodné výsledky doposiaľ neexistujú.

Nové experimenty a nové otázky

V roku 2021 ďalší tím, tento raz z Paul Scherrer Inštitútu vo Švajčiarsku, ohlásil nové experimentálne výsledky, ktoré však anomáliu v rámci nízkej štatistickej významnosti nepotvrdili. Zároveň ale neboli schopní s vysokou istotou vyvrátiť hypotézu o existencii častice X17.

Záverečná úvaha

Záver ATOMKI anomálie zatiaľ zostáva záhadou. Možnosť, že ide o chýbajúci kúsok našej fyzikálnej skladačky, stále tiež pretrváva. Až budúce experimenty a lepšie, rigorózne analýzy objasnia, či sú v hre nové základy fyziky, alebo len náš doterajší chabý pohľad na zložité javy. Jedno je isté – vedecký svet netrpezlivo vyčkáva, s rozviazanými nástrojmi a otvorenými mysliami, na nové objavy, ktoré by mohli zmeniť náš pohľad na realitu.

Dôležité odkazy:

• Štúdia publikovaná vo Physical Review Letters

Približne 140.096 gCO₂ bolo uvľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.7004800000000001 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.