Вчені поставили під сумнів природу світла — це може докорінно змінити фізику

Нове теоретичне дослідження ставить під сумнів одне з фундаментальних уявлень сучасної фізики — про природу фотона, частинки світла. Вчені припускають, що фотони можуть мати не два, як вважалося раніше, а нескінченну кількість квантових станів спіна. Якщо ця гіпотеза підтвердиться експериментально, доведеться переглянути всю Стандартну модель фізики елементарних частинок.

Фотони — безмасові частинки, що переносять електромагнітну взаємодію. За Стандартною моделлю, вони мають лише два можливих стани поляризації. Однак нова гіпотеза припускає, що фотон може бути представником гіпотетичних частинок із безперервним спіном, які досі не спостерігались у природі. Така частинка могла б існувати у значно більшій кількості конфігурацій, що не відповідає нинішній теорії.

Для перевірки цієї ідеї фізики запропонували провести точний експеримент з атомом водню. Під час переходу електрона між енергетичними рівнями атом випромінює фотон. Дослідники вказують на конкретний тип переходу, який, згідно з теорією, не може створити звичайний фотон, але може породити фотон із безперервним спіном. Якщо цей сигнал буде зафіксовано, це стане доказом існування нової частинки.

Результати дослідження були оприлюднені на платформі arXiv. Французький фізик Ксав'є Бекар, який не брав участі в роботі, зазначив, що цей експеримент може мати далекосяжні наслідки для всієї фізики. Поява частинки, яка виходить за межі Стандартної моделі, відкриває двері до «нової фізики» — гіпотетичних теорій, які можуть пояснити явища, що залишаються загадкою, зокрема природу темної матерії або гравітації на квантовому рівні.