Частинка світла, яку вважали однією з найкраще вивчених, може виявитися чимось зовсім іншим. У новому дослідженні, опублікованому на сервері препринтів arXiv, вчені припустили, що фотон — переносник електромагнітної взаємодії — може мати нескінченну кількість станів спіну, а не лише два, як вважається нині. Це порушує основи Стандартної моделі фізики елементарних частинок.

Про це пише New Scientist.

Гіпотетична “неможлива частинка”

Дослідники вважають, що фотон може бути так званою частинкою з безперервним спіном — гіпотетичним безмасовим об’єктом, який водночас є переносником сили та має нескінченну кількість квантових станів. І хоча така частинка не передбачена Стандартною моделлю, автори дослідження стверджують, що саме фотон може виявитися цією “неможливою” частинкою.

Ключ до відкриття — атом водню

Вчені запропонували метод перевірки цієї гіпотези за допомогою спостереження за переходами в атомі водню. Під час переходу електрона з вищого на нижчий енергетичний рівень водень випромінює фотони. Але один конкретний тип переходу, як стверджують фізики, не може супроводжуватись випромінюванням звичайного фотона — лише гіпотетичного з безперервним спіном. Якщо такий сигнал буде виявлено під час експерименту, це стане прямим доказом існування нової фундаментальної частинки.

Ризик — повне переписування сучасної фізики

Виявлення фотона з безперервним спіном означатиме, що Стандартна модель неповна, а деякі її принципи можуть бути хибними. Це відкриє шлях до нової фізики, яка виходить за межі того, що наука вважає усталеним сьогодні.

Фахівці не виключають революції

Ксав’є Бекар з Турського університету у Франції, який не був частиною дослідницької групи, заявив: “Цей експеримент має потенціал перевернути сучасне уявлення про квантову фізику. Якщо підтвердиться існування частинки з безперервним спіном, це буде прорив, подібний до відкриття бозона Хіггса.”

Очікується, що експерименти з воднем почнуться найближчим часом. І хоча гіпотеза звучить радикально, саме такі несподівані ідеї часто приводили до найбільших відкриттів у фізиці.