据我们所知,有将我们的宇宙维系在一起的力量——引力、电磁力以及强核力和弱核力。
但在去年四月,匈牙利的物理学家发现了可能存在的第五种自然力的证据,这种力量有可能解释我们宇宙中一些挥之不去的谜团,例如。
现在,一个独立的研究团队已经重新分析结果,证实去年数据中出现的异常确实可能是一种全新的基本力量。
这个想法还是一个长的距离得到确认还有很长的路要走——我们从欧洲核子研究中心了解到最新公告,有时数据中的有希望的光点最终会随着进一步的测试而消失——但研究表明,这种可能的新的载力粒子绝对值得跟进。
“如果这是真的,那将是革命性的,”首席研究员乔纳森·冯说来自加州大学欧文分校。 “如果通过进一步的实验得到证实,这一可能的第五种力的发现将彻底改变我们对宇宙的理解,并对力和暗物质的统一产生影响。”
所以,这里有一个简单的背景故事:有问题的奇怪结果是去年第一次见到,当匈牙利科学院的一个团队向锂 7 发射高能质子束时,在尘埃中发现了一种新的超轻亚原子粒子的能量特征。
他们得出结论,这种新的亚原子粒子是一种玻色子它只比电子重 30 倍,并且没有被预测到粒子物理学——我们理解宇宙的最佳方程组。
根据标准模型,四种基本力中的每一种都有相应的- 强力由“胶子”携带; 电磁力由光粒子或光子携带; 以及 W 和 Z负责弱力。
我们还没有发现引力玻色子(这只是标准模型中的空白之一,也不能解释暗物质),但预计它会是某种东西称为引力子。
匈牙利研究小组最初认为,他们的光点可能是某种暗光子——一种负责携带暗物质的假设粒子——但自从他们首次发表以来,国际研究人员已经获取了他们的数据并对其进行了运行。
“实验者无法声称这是一种新的力量,”冯说。 “他们只是看到了表明存在新粒子的大量事件,但他们不清楚它是物质粒子还是携带力的粒子。”
为了弄清楚这一点,冯和他的同事研究了原始数据以及该领域的其他实验,并找到了理论证据,强烈表明数据中的信号点不是携带物质的粒子或暗光子。
相反,他们的计算表明它可能是第五种自然力的玻色子——这种力被预测可以解释宇宙中的暗物质和许多其他神秘事物。
这种假设的玻色子(他们称之为原恐 X 玻色子)的奇怪之处在于,它只与电子和中子相互作用,而且作用范围极其有限,因此很难检测到。
“我们观察到没有其他玻色子具有相同的特性,”一位研究人员说,蒂莫西·泰特。 “有时我们也将其称为‘X玻色子’,其中‘X’意味着未知。”
团队第一五月份就提出了这个想法,将他们的分析上传到预印本网站 arXiv.org,但它现在也经过了同行评审并发表在杂志物理评论快报。
此后他们进行了后续分析,并上传到arXiv 上周, 哪个放大了他们原来的结论。
所以我们现在看到的是一个奇怪的光点,无法用标准模型来解释,理论计算表明这个光点将作为第五种自然力的载体。
但不幸的是,我们还没有进一步的实验证实——世界各地的研究人员都在争先恐后地进行实验,并期望做好准备在一年之内。
“由于这种新粒子非常轻,世界各地的小型实验室中有许多实验小组可以跟进最初的说法,现在他们知道该去哪里寻找,”冯说。
那么如果这第五种力量被验证的话,意味着什么呢? 我们距离这一目标还有很长的路要走,但冯表示,它有可能与电磁力、强核力和弱核力结合起来,表现出某种“超基本力”——一种可能以其自身物质与暗区相互作用的力量。和力量。
“这两个部门有可能通过某种隐蔽但基本的互动相互对话并互动。”他说。
“这种暗区力量可能会表现为我们在匈牙利实验中看到的这种恐原力量。从更广泛的意义上来说,它符合我们理解暗物质本质的原始研究。”
(是的,这听起来确实很像黑暗与光明的一面中的力量星球大战。)
思考起来很酷,但在我们获得更多实验结果之前,除了等待之外我们无能为力。 我们大多数人仍然因失去双光子能量过剩从未有过,所以现在就致力于一项假设的突破性物理的新发现还为时过早。
但这确实是一个有趣的假设,我们将密切关注……关注这个领域。