Färska experiment med elementarpartiklar av typen myoner indikerar att det finns former av materia och energi som vetenskapen ännu inte känner till och som kan ha haft och fortsätter att ha en avgörande betydelse för hur universums utvecklas.

Fysiker rapporterar att bevisen tornar upp sig för att det existerar en liten elementarpartikel som inte lyder de hittills kända fysiska lagarna. Upptäckten kan slå hål på mycket av den kunskap och förståelse av universum som man fram till nu trott sig ha.

Okända former av materia och energi

Mycket tyder på att det existerar tidigare för vetenskapen okända former av materia och energi och att dessa har stor betydelse för hur universum fungerar.

– Det här är vårt Marslandningsögonblick, förklarar Chris Polly, fysiker vid Fermilab i USA, som ägnat större delen av sim karriär som forskare åt att undersöka de här fynden och få de teorier som finns om dem bekräftade, i en kommentar till New York Times.

Partikeln ifråga är en så kallad myon, besläktad med elektronen men med en väsentligt större massa och ett nu förmodat avgörande element i universums uppbyggnad. Ett internationellt team på 200 fysiker från sju länder vid Fermilab har avfyrat myoner genom ett starkt magnetfält och då funnit att de inte beter sig så som man tidigare trott.

Utmanar standardmodellen

Myonernas avvikande beteende utgör en utmaning för den så kallade standardmodellen, de ekvationer som förklarar hur många fundamentala partiklar det finns i universum och hur dessa interagerar med varandra.

– Det är ett starkt bevis för att myoner är känsliga för något som inte existerar i vår bästa teori, konstaterar Renee Fatemi, fysiker vid University of Kentucky.

De experiment som nu har utförts vid Fermilab bekräftar det som först upptäcktes vid Brookhaven National Laboratory år 2001 och har förbryllat vetenskapsmännen sedan dess.

“Ett monster i skuggorna”

På en virtuell nyhetskonferens liknades det okända som får myonerna att uppträda på “fel” sätt vid ett monster som döljer sig i skuggorna. Nu återstår att ta reda på vad det är.

– Idag är en extraordinär dag, sedan länge efterlängtad inte bara av oss utan hela det internationella fysikersamfundet, förklarade Graziano Venanzoni, talesperson för samarbetsprojektet och fysiker vid Italiens nationella institut för kärnfysik, i en kommuniké från Fermilab.

De nya fynden som ruskar om förståelsen av universum ska inom kort publiceras i referentgranskade vetenskapliga dokument.

I decennier har fysiker förlitat sig på riktigheten i standardmodellen som förklaring till hur den fysiska världen fungerar i linje med de resultat som erhållits vid experiment i bland annat CERN:s partikelaccelerator Large Hadron Collider. Men modellen lämnar samtidigt många djupare frågor obesvarade.

Helt ny fysik väntar runt hörnet

Flertalet fysiker tror att en stor skatt av helt ny fysik väntar på att bli uppgrävd om vi bara kan utveckla verktyg för att se djupare och längre än idag. De nya data som Fermilab genom sina experiment nu bidrar med har potential att entusiasmera vetenskapsmän att bygga nästa generations dyra partikelacceleratorer.

Det kan också med tiden leda till förklaringar av den sorts kosmiska mysterier som vetenskapen grubblar över: Vad är egentligen mörk materia, det osynliga som astronomer säger utgör en fjärdedel av universums massa? Och varför finns det materia i universum överhuvudtaget?

“Skakar vad vi trott oss veta i grundvalarna”

Marcela Carena, som leder avdelningen för teoretisk fysik vid Fermilab men inte själv har deltagit i de praktiska experimenten är entusiastisk

– Jag är väldigt exalterad. Det känns som om denna lilla skakning kan rubba grundvalarna för vad vid trott oss veta.

Myoner är en typ av elementarpartiklar som tidigare tillskrivits en betydligt mer blygsam roll i materiens uppbyggnad. Nu kliver de plötsligt fram som kanske en av de viktigaste, i synnerhet om upptäckten av deras avvikande beteende medför att standardmodellen måste skrivas om, vilket mer och mer nu tyder på.