Пошук п’ятої сили природи: чи існуюють невідомі взаємодії між атомами?
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
З деяких пір фізики висловлюють думку про те, що в природі мають бути нові, не відомі ще науці сили, що діють на помітних відстанях, відмінні від електричних та гравітаційних сил. За розрахунками, атоми обмінюються деякими легкими частинками, внаслідок чого з-поміж них виникають сили взаємного тяжіння. Ці сили зменшуються з відстанню швидше, ніж електричні і гравітаційні, тому виявити їх можна, тільки зрушивши атоми досить близько один до одного. Перевірити цей ефект взялися в одній з лабораторій.
Вчені виконали дуже тонкі досліди. У них до монокристалової пластини одного з оксидів алюмінію почали близько присовувати вістря з лейкосапфіру. Саме вістря було закріплено на кронштейні, який міг згинатися у разі виникнення будь-яких сил взаємодії між кінчиком вістря та монокристалом. Величина вигину, як і величина проміжку між вістрям і монокристалом, була надзвичайно мала, вимірювалася в ангстремах — десятимільйонних частках міліметра, що можна порівняти з розмірами окремих атомів. Експерименти провели в діапазоні відстаней від чотирьох до двохсот ангстрем між тілами, що зближуються. І у всіх випадках кронштейн справді згинався. В наявності, отже, були якісь сили взаємодії, тяжіння. Але які?
Аналіз досвідчених даних і додаткові розрахунки показали, що в даному випадку спостерігалися лише давно відомі сили Ван-дер-Ваальса, що мають електричну природу. Нічого нового поки що виявлено не було. Однак дослідники сподіваються зареєструвати невідомі сили, якщо вони насправді є, проводячи досліди в інших діапазонах відстаней між тілами, що зближуються, чим і мають намір зайнятися надалі.