
唐·林肯(Don Lincoln)是美國能源部Fermilab(美國最大的大型強子撞機研究機構)的高級科學家。他還為公眾寫了有關科學的文章,包括他最近的“大型強子對撞機:希格斯玻色子的非凡故事和其他會讓您大腦的事物(約翰·霍普金斯大學出版社,2014年)。你可以跟隨他Facebook。林肯向現場科學貢獻了這篇文章專家聲音:專家和見解。
科學和互聯網具有不安的關係:科學傾向於通過對數據和理論進行仔細且乏味的評估進行前進,並且該過程可能需要數年才能完成。相比之下,互聯網社區通常具有多里(Dory)的關注範圍,那是“尋找nemo”(現在是“找到Dory”)的腦海中,這裡是一個模因,那裡是一個名人圖片 - 哦,看……一個有趣的貓視頻。
因此,當對認真科學感興趣的人讀到一個在線故事時應該非常謹慎,該故事聲稱是一種範式轉移的科學發現。最近的一個例子表明,可能已經發現了一種新的自然力量。如果是真的,那意味著我們必須重寫教科書。
作為一名物理學家,我想對這一主張闡述紀律嚴明的科學燈。
[超越希格斯:可能潛伏在宇宙中的5個難以捉摸的顆粒這是給出的
第五力量
那麼索要什麼?
在文章一組匈牙利研究人員於2015年4月7日提交給物理論文的Arxiv物理論文存儲庫,並報告了一項研究,他們將其集中在一項強烈的質子(在中發現的顆粒原子中心)瘦鋰目標。這些碰撞產生了鈹8的激發核,該核腐爛到普通的鈹-8和一對電子旋律顆粒。 (正電子是反物質相當於電子。 )
他們聲稱他們的數據無法通過已知的物理現象來解釋標準模型,統治粒子物理的統治模型。但是,他們據稱,如果存在一個新粒子,則可以解釋數據,該粒子的質量約為1700萬個電子伏特,比電子重32.7倍,而質子的質量則比質子的質量高2%。已經對此能量範圍出現的顆粒(按現代標準都相對較低)進行了很好的研究。因此,如果在這種能量狀態下發現了一個新粒子,那將是非常令人驚訝的。
但是,該測量在同行評審中倖存下來,並於2016年1月26日發表在《雜誌》上物理評論信這是世界上最負盛名的物理期刊之一。在本出版物中,研究人員和這項研究清除了令人印象深刻的障礙。 [那是什麼?您的物理問題回答這是給出的
他們的測量很少受到關注,直到來自加利福尼亞大學爾灣分校(UCI)的一群理論物理學家將注意力轉移到了它上。正如理論家通常與有爭議的物理測量所做的那樣,該團隊將其與上個世紀左右組裝的工作進行了比較,以查看新數據是否與現有知識體系保持一致或不一致。在這種情況下,他們研究了大約十幾個已發表的研究。
他們發現,儘管測量值與過去的任何研究沒有衝突,但這似乎是從未觀察到的,而標準模型無法解釋的東西。
新的理論框架
為了理解匈牙利的測量,這組UCI理論家發明了一種新理論。
爾灣集團發明的理論確實非常異國情調。它們從一個非常合理的前提開始,即可能的新粒子是現有理論未描述的東西。這是有道理的,因為可能的新粒子質量非常低,如果已知的物理學約束,則會在它之前發現它。如果這是由新物理學控制的新粒子,則可能涉及一支新的力量。由於傳統物理學家談到了四個已知的基本力量((重力,,,,電磁學和強大和弱的核力量),這種假設的新力量被稱為“第五力量”。
第五力量的理論和發現具有圖週的歷史,可以追溯到數十年,並隨著新數據而產生和消失。另一方面,普通物理學的謎團沒有解釋,例如暗物質。儘管歷史上已經將暗物質建模為一種穩定且巨大的粒子的一種形式,這種粒子經歷了重力,而沒有其他已知力量,但沒有理由將暗物質無法體驗普通物質無法體驗的力。畢竟,普通的物質經歷了暗物質沒有的力量,因此假設並不那麼愚蠢。
關於力量僅影響暗物質的力量,這個基本思想的術語稱為“複雜的暗物質。 ”一個共同的想法是,有一個暗光子與僅通過深色物質攜帶的暗電荷相互作用。該粒子是普通物質光子的暗物質類似物,與熟悉的電荷相互作用,其中一個例外:複雜的深色暗物質與質量的某些理論與質量相互影響,與普通光子相反。畫廊:整個宇宙中的暗物質這是給出的
如果存在深色光子,它們可以與普通物質(和普通的光子)息息相關,並腐爛到電子峰值對,這是匈牙利研究小組正在研究的。由於深色光子不會與普通電荷相互作用,因此這種耦合只能由於量子力學的變化而發生。但是,如果科學家開始看到電子峰值對增加,那可能意味著他們觀察到了深色光子。
爾灣集團成立一個模型,其中包括一個“原始粒子”粒子,該粒子並未被早期測量所排除,並可以解釋匈牙利的結果。 “質子”的顆粒字面意思是“對質子的恐懼”,很少或永遠不會與質子相互作用,但可以與中子(中性粒細胞)相互作用。
爾灣群提出的粒子經歷了第五且未知的力,該力在12個ftemteters範圍內,大約是質子大的12倍。粒子是原始的和中性粒細胞的。所提出的粒子的質量為1700萬個電子伏特,可以腐爛到電子峰值對。除了解釋匈牙利的測量外,這種粒子還將有助於解釋其他實驗所見的一些差異。這最後的後果為這個想法增加了一定的重視。
範式轉移力?
所以這就是狀態。
有什麼可能是真的?顯然,數據是國王。其他實驗將需要確認或反駁測量。沒有別的真正重要的。但這將需要一年左右的時間,然後有一些想法可能會很好。估計可能性的最佳方法是看研究所涉及的各種研究人員的聲譽。顯然,這是進行科學的一種卑鄙的方式,但這將有助於遮蓋您的期望。
因此,讓我們從Irvine Group開始。他們中的許多人(通常是高級人士)是該領域的知名和既定成員,過去有實質性和堅實的論文。該小組包括一系列年齡,都有高級和初級成員。為了充分披露,我個人認識其中一些,實際上,其中兩個已經閱讀了我為公眾寫的書籍的理論部分,以確保我沒有說任何愚蠢的話。 (順便說一句,他們沒有找到任何障礙,但是他們肯定有助於澄清某些觀點。)當然,這表明了我對爾灣集團成員的高度重視,但可能會污染我的看法。根據我的判斷,他們幾乎肯定在將新模型與現有數據進行比較時做了徹底的專業工作。他們發現了一個可能存在的可能存在的理論的小區域。
另一方面,該理論非常投機,而且極不可能。這不是起訴書……所有提出的理論都可以通過這種方式標記。畢竟,控製粒子物理學的標準模型已近半個世紀,並且已經進行了徹底的探索。此外,所有新的理論思想都是投機性和不可能的,幾乎所有的都是錯誤的。這也不是起訴。有很多方法可以為現有理論增加可能的修改以解釋新現象。他們不能全部正確。有時,提出的想法都不正確。
但是,我們可以從小組成員的聲譽中得出結論,他們已經產生了一個新想法,並將其與所有相關的現有數據進行了比較。他們發布模型的事實意味著它在他們的測試中倖存下來,因此它仍然是可信的,即使是不可能的可能性。
那匈牙利團體呢?我個人都不知道,但文章發表在《物理評論信》中 - 勝利專欄中的粉筆標記。但是,該小組還發表了兩篇論文,觀察到了可比的異常,包括可能的粒子質量為1200萬個電子伏特和第二個出版品聲稱發現一個質量約為1400萬電子伏特的粒子。這兩種主張隨後被其他實驗偽造。
此外,匈牙利集團從未令人滿意地透露了導致這些錯誤主張的錯誤。另一個可能的危險信號是該組很少發布不聲稱異常的數據。這是不可能的。在我自己的研究生涯中,大多數出版物都是對現有理論的確認。持續存在的異常非常非常罕見。
那麼最重要的是什麼?您應該對這個新的可能發現感到興奮嗎?好吧……當然……可能的發現總是令人興奮。標準模型已經經受了半個世紀的時間考驗,但是有無法解釋的奧秘,科學界一直在尋找發現我們朝著新的和改進的理論方向指出的發現。但是,這種測量和理論會導致科學世界接受具有12 fm範圍和迴避質子的粒子的新力的機率?我的感覺是這是一個遠射。我對這種結果的機會並不那麼樂觀。
當然,這種觀點只是……一種意見,儘管是一個知情的意見。其他實驗也將在尋找深色光子,因為即使匈牙利測量不受審查,暗物質仍然存在一個真正的問題。許多尋找深色光子的實驗將探索匈牙利研究人員聲稱發現異常的相同參數空間(例如能量,質量和衰減模式)。我們很快(一年之內)知道這種異常是發現的,還是只是暫時使社區激發社區的另一個顛簸,只是在記錄更好的數據時被丟棄。而且,無論結果如何,良好,更好的科學都將是最終的結果。
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