英媒:科学家可能发现了支配自然界的第五种力量

2019-12-01 06:12:01 参考消息网

参考消息网12月1日报道 英媒称,人们早就认识到有四种“基本力量”支配着大自然,而科学家们如今可能已经发现了自然界的第五种力量。

据英国《独立报》网站11月20日报道,宇宙中的物质都是被这些力量拉到一起或者推开的。决定这一切的事实是,它们似乎无法再被简化为粒子之间更加基本的相互作用。

四种“基本力量”中包括引力和电磁力,它们能产生重要的远距离相互作用,其影响可以在日常生活中直接看到。

还有两种力量被称为强核力和弱核力,它们在微小的亚原子距离上产生力并支配着核物理。

报道称,多年来,有许多未经证实的观点声称自然界存在第五种基本力量, 但寻找暗物质的长期努力却没有结果。为了填补粒子物理标准模型所无法解释的空白,科学家付出了更多努力来寻找新的力量。

暗物质是一种理论中存在的物质,据推测占宇宙总质量的80%,但至今尚未被发现。

但现在,匈牙利科学院核研究所的科学家们相信,他们可能已经找到了证明此前未知的自然界第五种基本力量存在的更有力证据。

2015年,在对铍-8放射性衰变发出的光进行研究后,奥蒂洛·克劳斯瑙霍尔考伊及其同事首次报告了一些令人吃惊的结果。铍-8是一种不稳定的同位素。

自从剑桥大学建造了世界上首个粒子加速器并在20世纪30年代发现铍-8以来,这种不稳定原子的存在及其衰变的独特方式就一直是与恒星核合成有关的众多研究的焦点——恒星中的核聚变是如何形成元素的?

他们在2015年发现,当向形成铍-8的锂-7同位素发射质子时,随后的粒子衰变并没有产生完全符合预期的光发射,而且发生了一个特定的微小“碰撞”。这意味着,出于一个无法解释的原因,随原子衰变而分离的电子和正电子经常以精确的140度夹角相互推开。

报道称,在同一个实验室进行的多次重复实验证实了这一结果。一年后,美国重复了同样的实验,也得到了同样的结果。

科学家认为,在原子衰变的那一刻,其组成部分之间的过多能量短暂地创造出了一个新的未知粒子,然后这个粒子几乎立刻衰变为一对可识别的正电子和电子。

这种全新的未知粒子被称为“疏质子X玻色子”,它被认为携带着一种作用力,能够在比原子核大不了多少的微观距离上产生作用。

“玻色子”是一种能携带力的粒子。

这种粒子被命名为X17,因为它的质量经计算为17兆电子伏特。

但是,克劳斯瑙霍尔考伊博士现在相信,他们已经在稳定的氦原子中测量到了同样的结果,只不过氦原子中的电子和正电子并不是以140度的角度分离,而是更接近115度。

该研究团队在已经发表在阿奇夫论文预印本网站(arXiv.org)上但尚未经过同行评议的研究报告中写道:“这一特征类似于在铍-8中观察到的异常,似乎与X17玻色子衰变情况一致。”

如果这种粒子的存在得到证实,那么意味着物理学家们将不得不重新评估粒子物理学现有的四种基本力之间的相互作用,并为第五种力腾出空间。

该研究团队在报告的结尾说:“我们预计在未来几年里将会得到更多关于X17粒子的独立实验结果。”(编译/王雷)


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