Η πέμπτη δύναμη της φυσικής κρέμεται από μια κλωστή

Τι λέτε για αυτό! Ο κ. Γαλιλαίος είχε δίκιο στα ευρήματά του». Αυτό το συμπέρασμα δεν βασίστηκε στο πιο προσεκτικό πείραμα που θα δεις ποτέ, αλλά ήταν ένα από τα πιο εντυπωσιακά στον τρόπο του—επειδή πραγματοποιήθηκε στο φεγγάρι.

Το 1971, ο αστροναύτης του Apollo 15, Ντέιβιντ Σκοτ, έριξε ένα φτερό και ένα σφυρί από το ίδιο ύψος και διαπίστωσε ότι χτύπησαν την επιφάνεια της Σελήνης ταυτόχρονα. Η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας δεν εξαρτάται από τη μάζα ή τη σύνθεση ενός σώματος, όπως υποστήριξε ο Γαλιλαίος από το (πιθανώς απόκρυφο) πείραμά του στον Πύργο της Πίζας.

Ή το κάνει; Μεταβείτε στον τίτλο της πρώτης σελίδας των The New York Times τον Ιανουάριο του 1986:«Hints of 5 Force in the Universe Challenge Galileo’s Findings». Η εφημερίδα έκανε ρεπορτάζ για ένα άρθρο στο κορυφαίο περιοδικό φυσικής Physical Review Letters από τον φυσικό Ephraim Fischbach και τους συναδέλφους του, περιγράφοντας στοιχεία ότι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας ποικίλλει ανάλογα με τη χημική σύνθεση του εν λόγω αντικειμένου. Η βαρύτητα, φαινόταν, δεν ήταν ακριβώς αυτό που νομίζαμε:τα αποτελέσματά της τροποποιούνται από αυτά που οι The New York Times Ο δημοσιογράφος John Noble Wilford βάφτισε «πέμπτη δύναμη», προσθέτοντας στις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις που ήδη γνωρίζουμε.

Περισσότερα από 30 χρόνια αργότερα, πολλά πειράματα προσπάθησαν να επαληθεύσουν αυτή την υποτιθέμενη πέμπτη δύναμη. Ωστόσο, παρά την εξαιρετική τους ακρίβεια, κανένας δεν έχει βρει ποτέ πειστικά στοιχεία για αυτό. Ωστόσο, αυτή η αναζήτηση δεν δείχνει σημάδια υποχώρησης. Ακόμη και τον περασμένο χρόνο, ένας νέος δελεαστικός υπαινιγμός ότι υπάρχει μια τέτοια δύναμη προέκυψε από πειράματα στην πυρηνική φυσική, προκαλώντας νέες εικασίες και ενθουσιασμό.

Αυτό που κρέμεται στην ισορροπία είναι μερικές από τις θεμελιώδεις αρχές της σύγχρονης φυσικής. Μερικοί φυσικοί πιστεύουν ότι μια πέμπτη δύναμη επιτρέπεται, ακόμη και απαιτείται, από τις προσπάθειες να επεκταθούν και να ενοποιηθούν οι τρέχουσες θεμελιώδεις θεωρίες. Άλλοι ελπίζουν ότι μια τέτοια δύναμη θα μπορούσε να ρίξει φως στη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη που φαίνεται να υπερτερεί όλης της συνηθισμένης ύλης στο σύμπαν. Εάν υπάρχει, λέει ο φυσικός Τζόναθαν Φενγκ από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Ίρβιν, «θα υπονοούσε ότι οι προσπάθειές μας να ενοποιήσουμε τις γνωστές δυνάμεις ήταν πρόωρες, καθώς τώρα θα υπάρξει και μια πέμπτη για ενοποίηση».

Γιατί να κάνουμε εικασίες για μια άλλη θεμελιώδη δύναμη της φύσης, όταν δεν υπάρχουν καλά στοιχεία για αυτήν; Το αρχικό κίνητρο εκτιμήθηκε ακόμη και στην εποχή του Γαλιλαίου:Υπάρχουν δύο τρόποι σκέψης για τη μάζα. Το ένα προέρχεται από την αδράνεια:Η μάζα ενός αντικειμένου είναι η «αντίσταση» του στη μετακίνηση, όσο μεγαλύτερη όσο πιο μάζα είναι. Το άλλο προέρχεται από τη βαρύτητα:Σύμφωνα με το νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας του Ισαάκ Νεύτωνα, η δύναμη της βαρύτητας που παρατηρείται μεταξύ δύο μαζών, όπως ένα μήλο και η Γη, είναι ανάλογη με το γινόμενο των μαζών τους διαιρούμενο με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους. Αυτή η δύναμη προκαλεί την επιτάχυνση ενός μήλου που πέφτει. Εάν και μόνο εάν οι δύο ορισμοί της μάζας είναι ίδιοι, η βαρυτική επιτάχυνση δεν εξαρτάται από την ποσότητα της μάζας που επιταχύνεται.

Είναι το ίδιο όμως; Εάν δεν είναι, τότε διαφορετικές μάζες θα έπεφταν κάτω από τη βαρύτητα με διαφορετικούς ρυθμούς. Η διαισθητική αντίληψη ότι μια μεγαλύτερη μάζα πρέπει να «πέφτει πιο γρήγορα» είχε υποκινήσει δοκιμές πριν από το Galileo. Ο Ολλανδός φυσικός φιλόσοφος Simon Stevin πιστεύεται ότι έριξε μολύβδινες μπάλες από τον πύργο του ρολογιού στο Ντελφτ γύρω στο 1586, βρίσκοντας καμία ανιχνεύσιμη διαφορά στο πόσο χρόνο χρειάστηκαν για να φτάσουν στο έδαφος. Ο ίδιος ο Νεύτωνας δοκίμασε την ιδέα γύρω στο 1680 μετρώντας αν εκκρεμή διαφορετικής μάζας αλλά ίδιου μήκους έχουν την ίδια περίοδο αιώρησης - όπως θα έπρεπε αν η βαρυτική επιτάχυνση είναι ανεξάρτητη από τη μάζα. Οι μελέτες του επαναλήφθηκαν με μεγαλύτερη ακρίβεια από τον Γερμανό επιστήμονα Friedrich Wilhelm Bessel το 1832. Κανένας από τους δύο δεν βρήκε κάποια ανιχνεύσιμη διαφορά.

Η ιδέα ότι η αδρανειακή και η βαρυτική μάζα είναι ίδιες είναι γνωστή ως η αρχή της ασθενούς ισοδυναμίας. Έγινε ένα κρίσιμο ζήτημα όταν ο Αϊνστάιν διατύπωσε τη θεωρία της γενικής σχετικότητας γύρω στο 1912-16, η οποία βασίστηκε στην κεντρική ιδέα ότι η επιτάχυνση που προκαλείται από τη βαρύτητα είναι ίδια με την επιτάχυνση ενός αντικειμένου που υπόκειται στην ίδια δύναμη στον ελεύθερο χώρο. Εάν αυτό δεν είναι αλήθεια, η γενική σχετικότητα δεν θα λειτουργήσει.

«Η αρχή της ισοδυναμίας είναι μία από τις βασικές παραδοχές της γενικής σχετικότητας», λέει ο Stephan Schlamminger, ο οποίος εργάζεται στη Μέκκα των μετρήσεων υψηλής ακρίβειας, στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας στο Gaithersburg, Maryland. «Ως εκ τούτου, θα πρέπει να ελεγχθεί διεξοδικά. Οι δοκιμές της αρχής της ισοδυναμίας είναι σχετικά φθηνές και απλές, αλλά θα μπορούσαν να έχουν τεράστιο αντίκτυπο εάν διαπιστωθεί παραβίαση. Θα ήταν απρόσεκτο να μην πραγματοποιηθούν αυτά τα πειράματα.”

Εάν η αρχή της ασθενούς ισοδυναμίας αποτύχει, τότε υπάρχουν δύο πιθανότητες. Είτε η έκφραση του Νεύτωνα για τη δύναμη της βαρύτητας μεταξύ δύο μαζών (που είναι επίσης αυτό που προβλέπει η γενική σχετικότητα εάν η βαρύτητα δεν είναι ακραία) είναι ελαφρώς ανακριβής και χρειάζεται βελτιστοποίηση. Ή η βαρύτητα μπορεί να είναι μια χαρά όπως είναι - αλλά μπορεί να υπάρχει μια νέα, πέμπτη δύναμη που το κάνει να φαίνεται διαφορετικό. Αυτή η πέμπτη δύναμη θα προσθέσει στις τέσσερις που ήδη γνωρίζουμε ότι υπάρχουν:τη βαρύτητα, τον ηλεκτρομαγνητισμό και τις ισχυρές και αδύναμες πυρηνικές δυνάμεις που διέπουν τις αλληλεπιδράσεις των υποατομικών σωματιδίων μέσα στους ατομικούς πυρήνες. Είτε σκεφτόμαστε την «τροποποιημένη βαρύτητα» ή μια πέμπτη δύναμη είναι, λέει ο Fischbach, τελικά απλώς μια σημασιολογική διάκριση.

Είτε έτσι είτε αλλιώς, λέει ο Φενγκ, "δεν υπάρχει κανένας λόγος να μην υπάρχει μια πέμπτη δύναμη που δεν έχουμε παρατηρήσει μέχρι τώρα."

Όταν ο Αϊνστάιν προσάρτησε τη νέα του βαρυτική θεωρία σε αυτήν, η αρχή της ασθενής ισοδυναμίας είχε ήδη υποβληθεί σε μερικές πολύ απαιτητικές δοκιμές. Στα τέλη του 19ου αιώνα ένας Ούγγρος ευγενής ονόματι Βαρόνος Loránd Eőtvős, που εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο της Βουδαπέστης, συνειδητοποίησε ότι μπορούσε να δοκιμαστεί τοποθετώντας δύο μάζες σε λεπτή ισορροπία.

Το Eőtvős χρησιμοποίησε ένα όργανο γνωστό ως ζυγό στρέψης. Στερέωσε δύο αντικείμενα στις άκρες μιας οριζόντιας ράβδου που αναρτήθηκε από μια κλωστή. Εάν τα αντικείμενα έχουν το ίδιο βάρος - την ίδια βαρυτική μάζα - τότε η ράβδος ισορροπεί οριζόντια. Αλλά οι μάζες βιώνουν επίσης μια φυγόκεντρη δύναμη λόγω της περιστροφής της Γης, η οποία εξαρτάται από τις αδρανειακές μάζες των αντικειμένων. Εάν η αδρανειακή μάζα είναι ίδια με τη βαρυτική μάζα, όλες οι δυνάμεις είναι σε ισορροπία και η ράβδος παραμένει ακίνητη. Αλλά αν διαφέρουν, τότε οι μάζες θα τείνουν να απομακρύνονται από την οριζόντια λόγω της περιστροφής της Γης.

Και αν οι δύο μάζες βιώσουν μια διαφορετική «ταλάντευση» - μια πιθανότητα θα ήταν επειδή η απόκλιση από την αρχή της ασθενής ισοδυναμίας εξαρτάται από τη σύνθεση - τότε η ράβδος θα βιώσει μια καθαρή δύναμη συστροφής (ροπή) και θα περιστραφεί. Ακόμα κι αν αυτή η περιστροφή είναι πολύ μικρή, μπορεί να ανιχνευθεί, για παράδειγμα, μετρώντας την εκτροπή μιας δέσμης φωτός από έναν καθρέφτη που είναι συνδεδεμένος στη ράβδο.

Τώρα, το γεγονός είναι ότι η δύναμη της βαρύτητας ποικίλλει ελαφρώς από μέρος σε μέρος στη Γη ούτως ή άλλως. Αυτό συμβαίνει επειδή ο πλανήτης δεν είναι μια ομαλή ομοιόμορφη σφαίρα. Οι βράχοι έχουν διαφορετική πυκνότητα και έτσι ασκούν μια πολύ ελαφρώς διαφορετική βαρυτική έλξη. Και με την ακρίβεια των πειραμάτων του Eőtvős, ακόμη και η παρουσία των κοντινών πανεπιστημιακών κτιρίων θα μπορούσε να διαταράξει τα αποτελέσματα. Ένας τρόπος για να εξαλειφθούν αυτές οι τοπικές παραλλαγές είναι να πραγματοποιηθούν οι μετρήσεις για δύο διαφορετικούς προσανατολισμούς της κρεμασμένης ράβδου - ας πούμε, ανατολή-δύση και βορρά-νότο. Και οι δύο θα πρέπει να έχουν τις ίδιες τοπικές επιδράσεις της βαρύτητας, αλλά οι φυγόκεντρες δυνάμεις θα διαφέρουν - και επομένως οποιαδήποτε απόκλιση από την ασθενή ισοδυναμία θα εμφανιζόταν ως διαφορά στη ροπή μεταξύ των δύο μετρήσεων. Αυτή η προσέγγιση ταιριάζει με τη γενική στρατηγική της ρύθμισης του πειράματος ισορροπίας ώστε να είναι ευαίσθητο στις διαφορές σε βαρυτική επιτάχυνση μεταξύ δύο μαζών ή διαμορφώσεων δοκιμής:Με αυτόν τον τρόπο, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για τοπικά φαινόμενα ή για την ακρίβεια που μπορείτε να μετρήσετε τις απόλυτες δυνάμεις.

Οι τοπικές διαταραχές μπορεί, ωστόσο, να διαφέρουν επίσης χρονικά:Ακόμη και ένα διερχόμενο φορτηγό θα μπορούσε να προκαλέσει μια μικροσκοπική βαρυτική διαταραχή. Έτσι οι ερευνητές έπρεπε να φροντίσουν να αποκλείσουν τέτοια πράγματα. Στην πραγματικότητα, ακόμη και η παρουσία του πειραματιστή που παρατηρεί μπορεί να έχει σημασία. Έτσι, οι Ούγγροι επιστήμονες θα στέκονταν καλά καθώς η ισορροπία σταματούσε και μετά έμπαιναν στο εργαστήριο για να κάνουν μια μέτρηση πριν προλάβουν να προσαρμοστούν στην παρουσία τους (η περίοδος περιστροφής του ήταν αργά 40 λεπτά).

Η Eőtvős κατασκεύασε μια αναθεωρημένη ζυγαριά στρέψης που ήταν ένα αριστούργημα μηχανικής ακριβείας. Στο ένα άκρο της κρεμαστής ράβδου υπήρχε μια τυπική μάζα πλατίνας, ενώ τα δείγματα άλλων υλικών αιωρούνταν από το άλλο άκρο. Η ράβδος ήταν τοποθετημένη σε ένα τρίποδο που μπορούσε να περιστρέφεται για να αλλάξει τον προσανατολισμό της. Ένα τηλεσκόπιο και ένας καθρέφτης που συνδέονται με τα κινούμενα μέρη θα μπορούσαν να δείξουν εάν είχε συμβεί κάποια περιστροφή της ράβδου. Μικρές ανισορροπίες στη θερμοκρασία του περιβάλλοντος θα μπορούσαν να προκαλέσουν παραμόρφωση της συσκευής, οδηγώντας σε ψευδή περιστροφή, και έτσι ολόκληρο το συγκρότημα εγκλωβίστηκε σε ένα σφραγισμένο, μονωμένο θάλαμο. Για να κάνουν τα πειράματα ακόμα πιο ακριβή, οι ερευνητές άρχισαν αργότερα να τα διεξάγουν σε ένα σκοτεινό, κλειστό δωμάτιο, έτσι ώστε κανένα φως να μην μπορεί να παράγει διακυμάνσεις θερμοκρασίας. Επιπλέον, έβαλαν τη συσκευή μέσα σε μια διπλή σκηνή μονωμένη με φύκια.

Οι Ούγγροι ερευνητές ξεκίνησαν τα πειράματα ισορροπίας στρέψης το 1889, όταν δεν βρήκαν ανιχνεύσιμη περιστροφή λόγω αποκλίσεων από την αδρανειακή-βαρυτική ισοδυναμία μάζας για μάζες πολλών διαφορετικών υλικών, με ακρίβεια ενός μέρους στα 20 εκατομμύρια.

Έτσι, μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, δεν φαινόταν να υπάρχει λόγος να αμφισβητηθεί η αδύναμη αρχή της ισοδυναμίας. Αλλά εκείνη ακριβώς την εποχή άρχισαν να εμφανίζονται νέοι λόγοι. Πρώτον, η ανακάλυψη της ραδιενέργειας υποδηλώνει την παρουσία μιας άγνωστης πηγής ενέργειας κλειδωμένης μέσα στα άτομα. Επιπλέον, η θεωρία της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν προσέφερε μια νέα προοπτική για την ύλη και τη μάζα. Η μάζα, φαινόταν, μπορούσε να μετατραπεί σε ενέργεια - και ήταν ευαίσθητη στην ταχύτητα, αυξανόμενη καθώς η ταχύτητα ενός αντικειμένου πλησίαζε την ταχύτητα του φωτός. Έχοντας υπόψη όλα αυτά, το 1906 η Βασιλική Επιστημονική Εταιρεία του Γκέτινγκεν στη Γερμανία πρόσφερε ένα βραβείο 4.500 μαρκών για πιο ευαίσθητες δοκιμές της ισοδυναμίας της «αδράνειας και της βαρύτητας», αναφέροντας τα πειράματα του Eőtvős ως έμπνευση.

Ο ίδιος ο Eőtvős δεν μπόρεσε να αντισταθεί στην επιστροφή του στη μάχη. «Ήταν ο παγκόσμιος ειδικός σε αυτό το είδος πειράματος», λέει ο Fischbach. Αυτός και οι μαθητές του Dezső Pekár και Jenő Fekete στη Βουδαπέστη ξεσκόνισαν τα πειράματα ισορροπίας στρέψης, αφιερώνοντας χιλιάδες ώρες στη δοκιμή διαφορετικών υλικών:χαλκό, νερό, αμίαντο, πυκνό ξύλο και πολλά άλλα. Υπέβαλαν τα ευρήματά τους το 1909, ισχυριζόμενοι βελτιωμένη ακρίβεια ενός μέρους στα 200 εκατομμύρια. Αλλά η πλήρης έκθεση του έργου δημοσιεύτηκε μόλις το 1922, τρία χρόνια μετά τον θάνατο του Eőtvős. Ένας άλλος από τους μαθητές του, ο János Renner, συνέχισε το έργο και το δημοσίευσε στα ουγγρικά το 1935, ισχυριζόμενος ότι επαληθεύει την αρχή της αδύναμης ισοδυναμίας σε ένα μέρος στα 2-5 δισεκατομμύρια.

Ήταν πραγματικά δυνατή μια τέτοια ευαισθησία τότε; Ο φυσικός Robert Dicke, ειδικός στη γενική σχετικότητα, εξέφρασε αμφιβολίες όταν ήρθε να αντιμετωπίσει το ίδιο ζήτημα τη δεκαετία του 1960. Ανεξάρτητα από το αν οι επικρίσεις του Dicke είναι έγκυρες, αυτός και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν μια πιο εξελιγμένη ισορροπία στρέψης που πέτυχε ακρίβεια 1 στα 100 δισεκατομμύρια. Το έκαναν μετρώντας την επιτάχυνση των δοκιμαστικών μαζών τους που προκαλείται όχι από τη βαρύτητα της Γης αλλά από αυτή του ήλιου. Αυτό σήμαινε ότι δεν χρειαζόταν να διαταραχθεί η ισορροπία περιστρέφοντάς την:Η φορά της βαρυτικής έλξης περιστρεφόταν καθώς η Γη κινούνταν γύρω από τον ήλιο. Οποιαδήποτε απόκλιση από την ασθενή ισοδυναμία θα έπρεπε να εμφανίζεται ως σήμα που μεταβάλλεται κάθε 24 ώρες ανάλογα με την περιστροφή της Γης, δίνοντας έναν ακριβή τρόπο διάκρισης μεταξύ αυτού και των ψευδών σημάτων λόγω τοπικών βαρυτικών διακυμάνσεων ή άλλων διαταραχών. Ο Dicke και οι συνεργάτες του δεν είδαν κανένα σημάδι τέτοιων αποκλίσεων:Καμία ένδειξη ότι ο νόμος της βαρύτητας του Νεύτωνα έπρεπε να τροποποιηθεί με μια πέμπτη δύναμη.

Ήταν ικανοποιημένοι οι φυσικοί τώρα; Είναι ποτέ;

Ο Fischbach άρχισε να ενδιαφέρεται για την πέμπτη δύναμη αφού άκουσε για ένα πείραμα που έγινε από τον συνάδελφό του στον Purdue, Roberto Colella και τους συναδέλφους του το 1975, το οποίο εξέτασε τις επιπτώσεις της Νευτώνειας βαρύτητας στα υποατομικά σωματίδια. Ο Fischbach αναρωτήθηκε εάν θα ήταν δυνατό να διεξαχθούν παρόμοια πειράματα με υποατομικά σωματίδια σε μια κατάσταση όπου η βαρύτητα είναι αρκετά ισχυρή ώστε να κάνει τη γενική σχετικότητα, αντί τη θεωρία του Νεύτωνα, τη σωστή περιγραφή της βαρύτητας - που θα μπορούσε στη συνέχεια να προσφέρει έναν εντελώς νέο τρόπο δοκιμής της βαρύτητας του Αϊνστάιν. θεωρία.

Άρχισε να σκέφτεται να το κάνει χρησιμοποιώντας εξωτικά σωματίδια που ονομάζονται καόνια και τα αντιύλη αδέλφια τους αντι-καον, τα οποία παράγονται σε επιταχυντές σωματιδίων. Η ανάλυση των μελετών των καονίων στην εγκατάσταση επιταχυντή Fermilab κοντά στο Σικάγο οδήγησε τον Fischbach να υποψιαστεί ότι κάποιο είδος νέας δύναμης θα μπορούσε να επηρεάσει τη συμπεριφορά των σωματιδίων, τα οποία ήταν ευαίσθητα σε μια ποσότητα που ονομάζεται αριθμός βαρυονίου, που συμβολίζεται B .

Αυτή είναι μια ιδιότητα θεμελιωδών σωματιδίων που, σε αντίθεση με τη μάζα ή την ενέργεια, δεν έχει καμία καθημερινή σημασία. Είναι ίσο με ένα απλό αριθμητικό άθροισμα του αριθμού των ακόμη πιο θεμελιωδών συστατικών που ονομάζονται κουάρκ και αντικουάρκ που αποτελούν τα πρωτόνια και τα νετρόνια των ατομικών πυρήνων. Ωστόσο, αυτό είναι το εξής:Εάν αυτή η νέα δύναμη εξαρτιόταν από τον αριθμό του βαρυονίου, θα έπρεπε να εξαρτάται από τη χημική σύνθεση των υλικών, καθώς διαφορετικά χημικά στοιχεία έχουν διαφορετικούς αριθμούς πρωτονίων και νετρονίων. Πιο συγκεκριμένα, θα εξαρτιόταν από την αναλογία B στις μάζες των συστατικών ατόμων. Αφελώς μπορεί να φαίνεται ότι αυτή η αναλογία θα πρέπει να είναι σταθερή για τα πάντα, αφού η ατομική μάζα προέρχεται από το άθροισμα πρωτονίων και νετρονίων. Αλλά στην πραγματικότητα ένα μικρό μέρος της συνολικής μάζας όλων αυτών των συστατικών μετατρέπεται στην ενέργεια που τα συνδέει μεταξύ τους, η οποία ποικίλλει από άτομο σε άτομο. Έτσι, κάθε στοιχείο έχει ένα μοναδικό B /αναλογία μάζας.

Μια δύναμη που εξαρτάται από τη σύνθεση… καλά, αυτό δεν έψαχνε ο Eőtvős; Ο Φίσμπαχ αποφάσισε να επιστρέψει και να δει προσεκτικά τα αποτελέσματα του Ούγγρου βαρώνου. Το φθινόπωρο του 1985, αυτός και ο μαθητής του Carrick Talmadge υπολόγισαν το B /αναλογία μάζας για τις ουσίες στα δείγματα του Eőtvős και των μαθητών του. Αυτό που βρήκαν τους εξέπληξε.

Η ουγγρική ομάδα είχε βρει πολύ μικρές αποκλίσεις για τη μετρούμενη βαρυτική επιτάχυνση διαφορετικών ουσιών, αλλά προφανώς δεν είχε κανένα σχέδιο, υποδηλώνοντας ότι αυτά ήταν απλώς τυχαία σφάλματα. Αλλά όταν ο Fischbach και ο Talmadge σχεδίασαν αυτές τις αποκλίσεις εναντίον του B /αναλογία μάζας, είδαν μια σχέση ευθείας γραμμής, υποδηλώνοντας μια δύναμη που προκάλεσε μια πολύ μικρή απώθηση μεταξύ των μαζών, αποδυναμώνοντας τη βαρυτική τους έλξη.

Η χημική σύσταση των δειγμάτων του Eőtvős δεν ήταν πάντα εύκολο να συμπεράνει κανείς —για το snakewood και το «suet», ποιος θα μπορούσε να είναι σίγουρος;—αλλά όσο μπορούσαν να δουν, η σχέση στάθηκε όρθια. Σε μια από τις πιο εντυπωσιακές περιπτώσεις, οι κρύσταλλοι πλατίνας και θειικού χαλκού αποδείχτηκαν ότι είχαν την ίδια απόκλιση. Τα πάντα σχετικά με αυτές τις δύο ουσίες (πυκνότητα και ούτω καθεξής) είναι διαφορετικά—εκτός από το σχεδόν πανομοιότυπο B τους /αναλογία μάζας.

Οι Fischbach και Talmadge παρουσίασαν αυτά τα ευρήματα στο συναρπαστικό έγγραφο τους του 1986, με τη βοήθεια του μεταδιδακτορικού Peter Buck, του οποίου η γνώση της γερμανικής γλώσσας του επέτρεψε να μεταφράσει την αρχική έκθεση του 1922 από την ομάδα του Eőtvős. Το έγγραφο του ομίλου Purdue εξετάστηκε από τον Dicke, ο οποίος εξέφρασε κάποιες αμφιβολίες αλλά θεώρησε τελικά ότι έπρεπε να δημοσιευτεί. Ο Dicke ακολούθησε αργότερα ένα έγγραφο που ισχυριζόταν ότι οι ανωμαλίες στις μετρήσεις Eőtvős μπορούσαν να εξηγηθούν από τις διαβαθμίσεις θερμοκρασίας στη συσκευή. Ήταν δύσκολο, ωστόσο, να δούμε πώς τέτοιες καθημερινές περιβαλλοντικές επιπτώσεις θα κατέληγαν να παράγουν έναν τόσο πειστικό συσχετισμό με μια ποσότητα τόσο εξωτική όσο ο αριθμός του βαρυονίου.

Μόλις κυκλοφόρησε η λέξη, ο κόσμος κάλεσε - όχι μόνο τους The New York Times αλλά και τον θρυλικό Ρίτσαρντ Φάινμαν, του οποίου η κλήση στο σπίτι του Φίσμπαχ τέσσερις ημέρες μετά τη δημοσίευση της εφημερίδας υπέθεσε αρχικά ότι ήταν φάρσα. Ο Φάινμαν δεν εντυπωσιάστηκε και είπε τόσα πολλά τόσο στον Φίσμπαχ όσο και στους Los Angeles Times . Αλλά το να έδειξε καθόλου ενδιαφέρον έδειξε πώς το προκλητικό αποτέλεσμα της ομάδας Purdue έκανε τους ανθρώπους να μιλήσουν.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι το έγγραφό μας υποδήλωνε την παρουσία μιας νέας δύναμης στη φύση», έγραψε ο Fischbach, «μπορεί να φανεί περίεργο το γεγονός ότι η διαδικασία αναφοράς πήγε τόσο ομαλά όσο έγινε». Ίσως όμως ο δρόμος να εξομαλύνθηκε από το γεγονός ότι υπήρχαν ήδη τόσο θεωρητικοί όσο και πειραματικοί λόγοι για να υποψιαζόμαστε ότι μπορεί να υπάρχει μια πέμπτη δύναμη.

Πίσω στο 1955, οι Κινεζοαμερικανοί φυσικοί T.D. Lee και C.N. Ο Yang, ο οποίος μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ δύο χρόνια αργότερα για την εργασία του στις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις σωματιδίων, διερεύνησε την ιδέα μιας νέας δύναμης που εξαρτιόταν από τον αριθμό του βαρυονίου και είχε χρησιμοποιήσει ακόμη και το έργο του Eőtvős για να θέσει όρια στο πόσο ισχυρή θα μπορούσε να είναι. Ο Lee συνάντησε τον Fischbach λίγο περισσότερο από μια εβδομάδα μετά τη δημοσίευση της εργασίας του και τον συνεχάρη γι' αυτό.

Επιπλέον, στα τέλη της δεκαετίας του 1970 δύο γεωφυσικοί στην Αυστραλία, ο Frank Stacey και ο Gary Tuck, είχαν κάνει μια ακριβή μέτρηση σε ένα βαθύ ορυχείο της σταθεράς βαρύτητας που συσχετίζει τη δύναμη με τις μάζες στην εξίσωση της βαρυτικής έλξης του Νεύτωνα. Ανέφεραν μια τιμή σημαντικά διαφορετική από αυτή που μετρήθηκε προηγουμένως σε εργαστήρια. Ένας τρόπος εξήγησης αυτών των αποτελεσμάτων ήταν η επίκληση μιας νέας δύναμης που δρούσε σε αποστάσεις λίγων χιλιομέτρων. Οι μετρήσεις των Stacey και Tuck ήταν εν μέρει εμπνευσμένες από την εργασία του Ιάπωνα φυσικού Yasunori Fujii στις αρχές της δεκαετίας του 1970 σχετικά με την πιθανότητα «μη νευτώνειας βαρύτητας».

Μετά το 1986 το κυνήγι άρχισε. Εάν μια πέμπτη δύναμη πράγματι ενεργούσε σε αποστάσεις δεκάδων έως χιλιάδων μέτρων, θα ήταν δυνατό να ανιχνευθούν αποκλίσεις από αυτό που προβλέπει η νευτώνεια βαρύτητα σχετικά με την ελεύθερη πτώση ψηλά πάνω από την επιφάνεια της Γης. Στα τέλη της δεκαετίας του 1980, μια ομάδα στο εργαστήριο της Πολεμικής Αεροπορίας των Ηνωμένων Πολιτειών στο Hanscom στο Μπέντφορντ της Μασαχουσέτης, μέτρησε την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας σε έναν τηλεοπτικό πύργο 600 μέτρων στη Βόρεια Καρολίνα και ανέφερε στοιχεία για αυτό που φαινόταν στην πραγματικότητα να είναι μια «έκτη δύναμη », γιατί σε αντίθεση με την απωθητική πέμπτη δύναμη του Fischbach φαινόταν να ενισχύει τη βαρύτητα. Μετά από μεταγενέστερη ανάλυση, ωστόσο, αυτοί οι ισχυρισμοί εξατμίστηκαν.

Οι πιο εκτενείς μελέτες διεξήχθησαν στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σιάτλ από μια ομάδα φυσικών οι οποίοι, παίζοντας με τη σωστή ουγγρική προφορά του «Eőtvős» (κοντά στο «Ert-wash»), αυτοαποκαλούνταν η ομάδα Eot-Wash. Συνεπικεφαλής τους ήταν ο πυρηνικός φυσικός Eric Adelberger, ο οποίος «έχει γίνει πλέον ο κορυφαίος πειραματιστής στον κόσμο στην αναζήτηση αποκλίσεων από τις προβλέψεις της Νευτώνειας Βαρύτητας», σύμφωνα με τον Fischbach. Η ομάδα του Eot-Wash χρησιμοποίησε ζυγούς στρέψης τελευταίας τεχνολογίας, λαμβάνοντας κάθε είδους προφυλάξεις για την εξάλειψη των τεχνουργημάτων από τις μετρήσεις τους. Αποτέλεσμα:τίποτα.

Ένα από τα πιο υποβλητικά και υποβλητικά πειράματα ξεκίνησε αμέσως μετά την ανακοίνωση του 1986, από τον Peter Thieberger του Εθνικού Εργαστηρίου Brookhaven στο Upton της Νέας Υόρκης. Επίπλεε μια κούφια χάλκινη σφαίρα σε μια δεξαμενή με νερό και την τοποθέτησε κοντά στην άκρη ενός γκρεμού. Το 1987 ο Thieberger ανέφερε ότι η σφαίρα κινούνταν σταθερά προς την κατεύθυνση της άκρης, όπου η βαρυτική έλξη από τον περιβάλλοντα βράχο ήταν μικρότερη - ακριβώς αυτό που θα περίμενες αν υπήρχε πράγματι κάποια απωστική δύναμη που εξουδετερώνει τη βαρύτητα. Αυτό ήταν το μόνο επιβεβαιωτικό στοιχείο για μια πέμπτη δύναμη που δημοσιεύτηκε σε ένα εξέχον περιοδικό φυσικής. Γιατί από μόνη της είδε κάτι τέτοιο; Αυτό είναι ακόμα ένα μυστήριο. «Δεν είναι ξεκάθαρο τι —αν μη τι άλλο— ήταν λάθος με το πείραμα του Thieberger», έγραψε ο Fischbach.

Μέχρι το 1988 ο Fischbach μέτρησε όχι λιγότερα από 45 πειράματα που αναζητούσαν μια πέμπτη δύναμη. Ωστόσο, πέντε χρόνια αργότερα, μόνο ο Thieberger's είχε δώσει κάποιο σημάδι. Σε μια ομιλία για τον εορτασμό της δέκατης επετείου της εργασίας του 1986, ο Fischbach παραδέχτηκε ότι «προς το παρόν δεν υπάρχουν επιτακτικά πειραματικά στοιχεία για οποιαδήποτε απόκλιση από τις προβλέψεις της Νευτώνειας βαρύτητας… η υπεροχή των υπαρχόντων πειραματικών δεδομένων είναι ασυμβίβαστη με την παρουσία οποιουδήποτε νέου δυνάμεις μεσαίου ή μεγάλου βεληνεκούς.»

Άρχισε να φαίνεται ότι, όπως το θέτει με θλίψη ο Fischbach, ήταν ο ανακάλυψε κάτι ανύπαρκτο. Η διάθεση καταγράφηκε από τον φυσικό Lawrence Krauss, τότε στο Πανεπιστήμιο Yale, ο οποίος απάντησε στην εργασία του 1986 υποβάλλοντας επίσημα στο Physical Review Letters ένα πλαστό χαρτί που ισχυρίζεται ότι έχει αναλύσει τα πειράματα του Γαλιλαίου σχετικά με την επιτάχυνση των σφαιρών που κυλούν στην κατηφόρα υπό τη βαρύτητα, που αναφέρεται στο βιβλίο του το 1638 Discourses on Two New Sciences , και να έχουν βρει στοιχεία για μια «τρίτη δύναμη» (εκτός από τη βαρύτητα και τον ηλεκτρομαγνητισμό). Το χαρτί απορρίφθηκε από το περιοδικό με το ίδιο πνεύμα που υποβλήθηκε:βάσει έξι αναφορών πλαστών διαιτητών που ήταν σαφώς γραμμένες στο σπίτι.

Μετά από μερικές δεκαετίες σχεδόν καθολικής μη ανίχνευσης μιας πέμπτης δύναμης, μπορεί να νομίζετε ότι το παιχνίδι έχει τελειώσει. Αλλά αν μη τι άλλο, οι λόγοι για να πιστεύουμε σε μια πέμπτη δύναμη έχουν γίνει όλο και πιο ελκυστικοί και διαφορετικοί καθώς οι φυσικοί προσπαθούν να επεκτείνουν τα θεμέλια της επιστήμης τους. «Υπάρχουν τώρα χιλιάδες έγγραφα που προτείνουν νέες θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις που θα μπορούσαν να αποτελέσουν πηγή μιας πέμπτης δύναμης», λέει ο Fischbach. "Το θεωρητικό κίνητρο είναι αρκετά συντριπτικό."

Για παράδειγμα, οι πιο πρόσφατες θεωρίες που προσπαθούν να επεκτείνουν τη φυσική πέρα ​​από το «τυποποιημένο μοντέλο», το οποίο αντιπροσωπεύει όλα τα γνωστά σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους, δημιουργούν πολλές πιθανότητες για νέες αλληλεπιδράσεις καθώς προσπαθούν να αποκαλύψουν το επόμενο στρώμα της πραγματικότητας. Ορισμένες από αυτές τις θεωρίες προβλέπουν νέα σωματίδια που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως «φορείς» προηγουμένως άγνωστων δυνάμεων, όπως είναι γνωστό ότι οι ηλεκτρομαγνητικές, ισχυρές και αδύναμες δυνάμεις συνδέονται με «σωματίδια δύναμης», όπως το φωτόνιο.

Μια ομάδα μοντέλων που προβλέπουν αποκλίσεις από τη Νευτώνεια βαρύτητα που ονομάζεται Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική (MOND) έχει επίσης προταθεί για να εξηγήσει ορισμένες πτυχές των κινήσεων των αστεριών στους γαλαξίες που κατά τα άλλα εξηγούνται συμβατικά με την επίκληση μιας υποθετικής «σκοτεινής ύλης» που αλληλεπιδρά με τη συνηθισμένη ύλη μόνο (ή ίσως σχεδόν μόνο) μέσω της βαρυτικής έλξης. Δεν έχουν ανακαλυφθεί σαφείς αποδείξεις που να υποστηρίζουν τις θεωρίες MOND, αλλά ορισμένοι φυσικοί τις βρήκαν όλο και πιο ελπιδοφόρες καθώς οι εκτεταμένες έρευνες για σωματίδια της σκοτεινής ύλης δεν έχουν δώσει κανένα σημάδι.

Εναλλακτικά, λέει ο Φενγκ, μια πέμπτη δύναμη μπορεί να μας βοηθήσει να μάθουμε για την ίδια τη σκοτεινή ύλη. Από όσο γνωρίζουμε, η σκοτεινή ύλη αλληλεπιδρά με την άλλη ύλη μόνο μέσω της βαρύτητας. Αλλά αν αποδειχτεί ότι αισθάνεται και μια πέμπτη δύναμη, τότε, λέει ο Φενγκ, «θα μπορούσε να προσφέρει μια «πύλη» μέσω της οποίας μπορούμε τελικά να αλληλεπιδράσουμε με τη σκοτεινή ύλη με τρόπο που δεν είναι καθαρά βαρυτικό, ώστε να μπορούμε να καταλάβουμε ποια σκοτεινή ύλη είναι."

Επιπλέον, ορισμένες θεωρίες που επικαλούνται πρόσθετες διαστάσεις του χώρου πέρα ​​από τις γνωστές μας τρεις -όπως οι επί του παρόντος πιο ευνοημένες εκδόσεις της θεωρίας χορδών- προβλέπουν ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν δυνάμεις παρόμοιες με αλλά πολύ ισχυρότερες από τη βαρύτητα που δρουν σε μικρές αποστάσεις χιλιοστών ή μικρότερες.

Αυτή είναι η κλίμακα στην οποία εξετάζουν τώρα ορισμένοι ερευνητές. Σημαίνει μέτρηση των δυνάμεων, με εξαιρετική ακρίβεια, μεταξύ μικρών μαζών που χωρίζονται από πολύ μικρά κενά. Πριν από τρία χρόνια ο Fischbach και οι συνεργάτες του ξεκίνησαν να το κάνουν για μικροσκοπικά σωματίδια που απέχουν μόλις 40 έως 8.000 εκατομμυριοστά του χιλιοστού μεταξύ τους. Η δυσκολία με τέτοιες μετρήσεις είναι ότι υπάρχει ήδη μια δύναμη έλξης μεταξύ αντικειμένων τόσο κοντά, που ονομάζεται δύναμη Casimir. Αυτό έχει την ίδια προέλευση με τις λεγόμενες δυνάμεις van der Waals που λειτουργούν σε ακόμη πιο κοντινή προσέγγιση και οι οποίες συγκολλούν ασθενώς τα μόρια μεταξύ τους. Αυτές οι δυνάμεις προέρχονται από τη συγχρονισμένη απόσπαση νεφών ηλεκτρονίων στα αντικείμενα, τα οποία προκαλούν ηλεκτροστατική έλξη λόγω του φορτίου των ηλεκτρονίων. Οι δυνάμεις Casimir είναι βασικά αυτές που γίνονται οι δυνάμεις του van der Waals όταν τα αντικείμενα απέχουν αρκετά μεταξύ τους—περισσότερο από μερικά νανόμετρα—για τη χρονική καθυστέρηση μεταξύ των διακυμάνσεων των ηλεκτρονίων στο διάκενο προς την ύλη.

Ο Fischbach και οι συνεργάτες του βρήκαν έναν τρόπο να καταστείλουν τη δύναμη του Casimir, καθιστώντας την περίπου ένα εκατομμύριο φορές πιο αδύναμη επικαλύπτοντας τις δοκιμαστικές μάζες τους με ένα στρώμα χρυσού. Συνέδεσαν ένα σφαιρίδιο ζαφείρι με επίστρωση χρυσού ακτίνας περίπου 150 χιλιοστών του χιλιοστού σε μια συμπαγή πλάκα, της οποίας οι κινήσεις μπορούσαν να ανιχνευθούν ηλεκτρονικά. Στη συνέχεια περιέστρεψαν έναν μικροσκοπικό δίσκο με σχέδια με μπαλώματα χρυσού και πυριτίου ακριβώς κάτω από τη χάντρα. Εάν υπήρχαν διαφορές στη δύναμη που ασκείται από τον χρυσό και το πυρίτιο, αυτό θα πρέπει να προκαλέσει μια δόνηση του σφαιριδίου. Δεν είδαν τέτοια αποτελέσματα, πράγμα που σήμαινε ότι μπορούσαν να θέσουν ακόμη πιο αυστηρά όρια στην πιθανή αντοχή μιας πέμπτης δύναμης που εξαρτάται από το υλικό σε αυτές τις μικροσκοπικές κλίμακες.

Σε αυτήν την περιοχή μπορούν να χρησιμοποιηθούν και μετρήσεις ισορροπίας στρέψης. Ερευνητές στο Ινστιτούτο Έρευνας Κοσμικών Ακτίνων στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο χρησιμοποίησαν τη συσκευή για να αναζητήσουν αποκλίσεις από την τυπική δύναμη Casimir που προκαλείται από μια πέμπτη δύναμη. Το μόνο που βρήκαν ήταν ακόμη πιο αυστηρά κατώτατα όρια για το πόσο ισχυρή μπορεί να είναι μια τέτοια δύναμη.

Εκτός από την άμεση ανίχνευση μιας πέμπτης δύναμης, μπορεί να είναι ακόμα δυνατό να εντοπιστεί όπως αρχικά πίστευε ο Fischbach:μέσα από τις υψηλής ενέργειας συγκρούσεις θεμελιωδών σωματιδίων. Το 2015 μια ομάδα στο Ινστιτούτο Πυρηνικής Έρευνας στο Ντέμπρετσεν της Ουγγαρίας, με επικεφαλής τον Attila Krasznahorkay, ανέφερε κάτι απροσδόκητο όταν μια ασταθής μορφή ατόμων βηρυλλίου, που σχηματίζεται από την πυροδότηση πρωτονίων σε ένα φύλλο λιθίου, διασπάται εκπέμποντας ζεύγη ηλεκτρονίων και των αντίστοιχων αντιύλης τους. ποζιτρόνια. Υπήρξε αύξηση στον αριθμό των ζευγών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων που εκτινάχθηκαν από το δείγμα υπό γωνία περίπου 140 μοιρών, κάτι που οι τυπικές θεωρίες της πυρηνικής φυσικής δεν μπορούσαν να εξηγήσουν.

Τα αποτελέσματα αγνοήθηκαν έως ότου ο Φενγκ και οι συνάδελφοί του πρότειναν πέρυσι ότι θα μπορούσαν να εξηγηθούν από τον εφήμερο σχηματισμό ενός νέου «σωματιδίου δύναμης» το οποίο στη συνέχεια διασπάται γρήγορα σε ηλεκτρόνιο και ποζιτρόνιο. Με άλλα λόγια, αυτό το υποθετικό σωματίδιο θα φέρει μια πέμπτη δύναμη, με πολύ μικρή εμβέλεια μόλις μερικά τρισεκατομμυριοστά του χιλιοστού.

Αν και δεν έχουν ακόμη αντιγραφεί από άλλους ερευνητές, τα ουγγρικά ευρήματα φαίνονται αρκετά σταθερά. Η πιθανότητα να είναι απλώς μια τυχαία στατιστική διακύμανση είναι μικρή, λέει ο Feng:περίπου 1 στα 100 δισεκατομμύρια. «Περισσότερο από αυτό, τα δεδομένα ταιριάζουν υπέροχα στην υπόθεση ότι προκαλούνται από ένα νέο σωματίδιο», λέει. «Εάν υπάρχει ένα τέτοιο νέο σωματίδιο, αυτό ακριβώς θα έβγαινε στο φως». Ο Schlamminger συμφωνεί ότι η ερμηνεία του Φενγκ για τις ουγγρικές παρατηρήσεις ήταν «ένα από τα συναρπαστικά πράγματα που συνέβησαν το 2016».

«Δεν έχουμε ακόμη επιβεβαιώσει ότι πρόκειται για ένα νέο σωματίδιο», παραδέχεται ο Φενγκ, «αλλά θα ήταν επαναστατικό αν αληθεύει—η μεγαλύτερη ανακάλυψη στη σωματιδιακή φυσική τα τελευταία τουλάχιστον 40 χρόνια». Η θεωρητική του εργασία προβλέπει ότι το υποτιθέμενο νέο σωματίδιο είναι μόλις 33 φορές βαρύτερο από το ηλεκτρόνιο. Αν ναι, δεν θα ήταν δύσκολο να γίνουν σε συγκρούσεις σωματιδίων - αλλά θα ήταν δύσκολο να το δούμε. «Αλληλεπιδρά πολύ αδύναμα και δείξαμε ότι θα είχε ξεφύγει από όλα τα προηγούμενα πειράματα», λέει ο Feng. Ίσως, προσθέτει, θα μπορούσε να αναζητηθεί σε επιταχυντές όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων στο κέντρο σωματιδιακής φυσικής CERN στη Γενεύη.

Η υπόθεση μιας πέμπτης δύναμης είναι, λοιπόν, κάθε άλλο παρά εξαντλημένη. Στην πραγματικότητα, είναι δίκαιο να πούμε ότι οποιεσδήποτε παρατηρήσεις στη θεμελιώδη φυσική ή κοσμολογία που δεν μπορούν να εξηγηθούν από τις τρέχουσες θεωρίες μας - από το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής των Σωματιδίων ή από τη Γενική Σχετικότητα - είναι κατάλληλες να κάνουν τους φυσικούς να μιλάνε για νέες δυνάμεις ή νέους τύπους ύλη, όπως η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια. Αυτός είναι απλώς ο τρόπος με τον οποίο λειτουργούσε πάντα η φυσική:Όταν όλα τα άλλα αποτύχουν, τοποθετείτε ένα νέο κομμάτι στον πίνακα και βλέπετε πώς κινείται. Σίγουρα, δεν έχουμε δει ακόμη πειστικά στοιχεία για μια πέμπτη δύναμη, αλλά ούτε έχουμε δει ένα άμεσο σημάδι σκοτεινής ύλης ή υπερσυμμετρίας ή επιπλέον διαστάσεων, και όχι επειδή θέλουμε να κοιτάξουμε. Έχουμε αποκλείσει ένα μεγάλο μέρος της επικράτειας που θα μπορούσε να κατοικεί μια πέμπτη δύναμη, αλλά υπάρχει ακόμα αρκετό έδαφος στη σκιά.

Σε κάθε περίπτωση, η αναζήτηση συνεχίζεται. Τον Απρίλιο του 2016, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος εκτόξευσε έναν γαλλικό δορυφόρο που ονομάζεται Μικροσκόπιο που στοχεύει να δοκιμάσει την αρχή της ασθενής ισοδυναμίας στο διάστημα με πρωτοφανή ακρίβεια. Θα τοποθετήσει δύο ένθετα ζεύγη μεταλλικών κυλίνδρων σε ελεύθερη πτώση:Το ένα ζευγάρι είναι κατασκευασμένο από το ίδιο βαρύ κράμα πλατίνας-ρόδιου, το άλλο έχει έναν εξωτερικό κύλινδρο από ελαφρύτερο τιτάνιο-βανάδιο-αλουμίνιο. Εάν οι κύλινδροι πέσουν με ρυθμό που εξαρτάται από το υλικό - έτσι ώστε οι αποκλίσεις από την αρχή της ασθενής ισοδυναμίας να συμβαίνουν σε επίπεδο ενός μέρους στο χίλια τρισεκατομμύρια, περίπου 100 φορές μικρότερο από ό,τι ανιχνεύεται στα τρέχοντα πειράματα στη Γη- θα πρέπει να είναι δυνατή η μέτρηση των διαφορών με ηλεκτρικούς αισθητήρες στον δορυφόρο.

«Τα μοντέλα θεωρίας χορδών προβλέπουν παραβιάσεις WEP κάτω από ένα μέρος στα 10 τρισεκατομμύρια», λέει ο Joel Bergé, επιστήμονας στο Γαλλικό Κέντρο Αεροδιαστημικής Έρευνας (ONERA) που διαχειρίζεται το έργο του Microscope. Λέει ότι οι επιστημονικές λειτουργίες της αποστολής ξεκίνησαν τον περασμένο Νοέμβριο και τα πρώτα αποτελέσματα θα πρέπει να δημοσιευτούν αυτό το καλοκαίρι.

Παρά τέτοιες μελέτες υψηλής τεχνολογίας, ο Fischbach συνεχίζει να επιστρέφει στα πειράματα ισορροπίας στρέψης Eőtvős. Τότε, οι Ούγγροι δεν είχαν κανένα θεωρητικό κίνητρο να περιμένουν μια πέμπτη δύναμη εξαρτώμενη από τη σύνθεση – τίποτα που θα μπορούσε υποσυνείδητα να τους επηρεάσει στο απίστευτα λεπτό έργο τους. «Ό,τι χρειαζόμαστε για να εξηγήσουμε τα δεδομένα τους, απλώς δεν υπήρχε και δεν θα μπορούσε να υπάρξει εννοιολογικά τότε», λέει ο Fischbach. Και όμως έδειχναν να βλέπουν κάτι—όχι μια τυχαία διασπορά αποτελεσμάτων, αλλά μια συστηματική απόκλιση. «Σκέφτομαι συνέχεια, ίσως μου λείπει κάτι από αυτό που έκαναν», λέει ο Fischbach. "Είναι ακόμα ένα παζλ."

Ο Philip Ball είναι συγγραφέας με έδρα το Λονδίνο. Το τελευταίο του βιβλίο είναι The Water Kingdom:A Secret History of China.