We wszechświecie zaobserwowano do tej pory cztery różne oddziaływania podstawowe, przy czym to, któremu poświęcimy dziś najwięcej uwagi, jest nazywane oddziaływaniem silnym. Jest ono wyjątkowe z co najmniej jednego powodu. O ile w przypadku pozostałych sił, gdy cząstki, na które działają, oddalają się od siebie, dochodzi do osłabienia oddziaływań, tak tutaj jest odwrotnie.
Czytaj też: Być może właśnie znaleźliśmy dowód na istnienie kosmicznej struny. To swoista fałda wszechświata
Niestety, możliwości z zakresu wykonywania pomiarów w tej sprawie były bardzo ograniczone. Przedstawiciele CERN, czyli Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych, postanowili uporać się z tym problemem. W ten sposób przeprowadzili najdokładniejsze w historii pomiary, o czym piszą w publikacji dostępnej obecnie w formie preprintu.
Kluczową rolę w tym kontekście odegrał eksperyment ATLAS. Jest on prowadzony z wykorzystaniem Wielkiego Zderzacza Hadronów, który zasłynął między innymi w związku z odkrycie bozonu Higgsa, zwanego także boską cząstką. W odniesieniu do oddziaływania silnego, za sprawą ostatnich pomiarów, członkom zespołu badawczego udało się zwiększyć precyzję i obniżyć względną niepewność do 0,8 procent. Oznacza to poprawę o współczynnik wynoszący 2 do 3 w odniesieniu do poprzednich, historycznych rezultatów.
Zasady rządzące wszechświatem oraz potencjalne scenariusze dotyczące jego końca można poznać lepiej dzięki pomiarom oddziaływania silnego
Przedstawiciele Uniwersytetu w Maryland oraz laboratorium CERN zderzali ze sobą pary protonów. W takich okolicznościach dochodziło do powstawania tzw. bozonu Z. Jak się okazało, bez siły napędzającej interakcje między protonami bozon Z pozostawał w bezruchu. Kiedy jednak siła ta się pojawiała, sytuacja ulegała zmianie. Sposób poruszania bozonu Z był zależny od wielkości owej siły.
Wykonywanie takich pomiarów jest bardzo istotne z punktu widzenia wypełniania luk występujących w modelu standardowym. Dlaczego? Choćby ze względu na zależność w postaci powiązań między pomiarami prowadzonymi z użyciem Wielkiego Zderzacza Hadronów a ich wpływem na szacowanie innych wartości. Innymi słowy, przy dużej niepewności w kontekście oddziaływania silnego naukowcy mieli ograniczone pole manewru w odniesieniu do innych oddziaływań.
Czytaj też: Kwantowy silnik bozonowo-fermionowy podbija świat nauki. Na czym polega ta technologia?
Samo istnienie wszechświata jest również zależne od oddziaływań podstawowych. Według członków zespołu badawczego nie można wykluczyć scenariusza, w którym istnienie wszechświata dobiegnie ku końcowi za sprawą tzw. fałszywej próżni. W takich okolicznościach fluktuacja kwantowa miałaby doprowadzić do powstania małej bańki czasoprzestrzeni zwanej próżnią prawdziwą. Ta ostatnia mogłaby bardzo szybko się rozszerzyć, pochłaniając przy tym wszystko, co stanie na jej drodze. Na szczęście ryzyko realizacji tej wersji wydarzeń jest niskie, choć byłoby lepiej doszacowane, gdyby naukowcy mogliby jeszcze bardziej obniżyć niepewność pomiarów oddziaływania silnego.