北京时间11月27日消息,据国外媒体报道,匈牙利科学院的研究人员声称,他们发现了宇宙中第五种自然力,这可能会改变我们对宇宙运行方式的理解。
研究人员观察到,当粒子以一种奇怪的方式分裂时,可以看到一个活跃的、正在衰变的氦原子发出的光,而这种方式是目前物理学所不能解释的。
这是领导该研究的匈牙利科学家阿提拉·克拉斯纳霍凯(Attila Krasznahorkay)和他的团队第二次探测到这种神秘的新粒子,他们将其称为“X17”。研究人员发现,这种粒子的质量是17兆电子伏特(MeV),这相当于电子的33倍,质子的2%。克拉斯纳霍凯说:“X17可能是一种能将我们的可见世界与暗物质联系起来的粒子。”
美国加州大学欧文分校物理学和天文学教授乔纳森·冯(Jonathan Feng)一直密切关注着克拉斯纳霍伊团队的研究,他表示,这可能会成为“游戏规则的改变者”。他还补充道,如果该研究可以重复,“那将是无需大脑思考的诺贝尔奖”成果。
希格斯玻色子是以希格斯教授的名字命名的。这种粒子于2012年发现,是标准模型的重要组成部分希格斯玻色子是以希格斯教授的名字命名的。这种粒子于2012年发现,是标准模型的重要组成部分
三年前,该研究小组就发现了铍-8放射性衰变中的异常现象,表明存在一种新的粒子。如果他们的实验结果被证实,那很可能会彻底颠覆我们对宇宙如何运作的理解。
目前最广为接受的物理模型表明,自然界存在四种基本力:引力、电磁力,以及原子间的强核力和弱核力。阿提拉·克拉斯纳霍凯的物理学家团队在2016年的实验表明,宇宙中还存在另一种力。
据报道,研究小组当时表示,他们发现了铍-8的放射性衰变中有一种奇特的不规律现象。他们于2015年末在著名的《物理评论快报》(Physical Review Letters)上发表了研究结果。然而,根据Gizmodo网站上的报道,尽管该研究很具有颠覆性,但他们的论文受到的关注却很少。
在发现铍跃迁中的异常现象之后,加州大学欧文分校的物理学家构建了一种理论,对匈牙利研究人员的方法和结果进行了检验。该理论不仅与测量结果一致,还预测了一种质量为17MeV的新粒子。
澳大利亚悉尼大学的天体物理学教授杰伦特·刘易斯(Geraint Lewis)说:“这项研究告诉我们,如果结果没错,那就意味着在粒子之间还存在另一种沟通方式,我们还没有将其归纳进数学。”
早在几十年前,就有科学家推测了第五种基本力的存在。他们声称,这将有助于解释粒子物理学标准模型无法解释暗物质的原因。暗物质是一种看不见的物质,被认为构成了宇宙质量的80%以上。
理论物理学家提出了许多奇特的物质粒子,包括携带电磁力的“暗光子”。匈牙利的科学家就通过向锂薄片发射质子来寻找暗光子。当锂吸收质子时,会转变成不稳定的铍,铍进一步衰变,产生电子和正电子。
当质子以140度撞击锂时,产生的电子和正电子比预期的更多。克拉斯纳霍凯认为,这些额外的物质是由一种比电子重约33倍的粒子产生的。“我们对我们的实验结果非常有信心,”克拉斯纳霍凯说道。他还补充称,研究团队已经重复了好几次测试。
然而,许多科学家对该研究结果表示怀疑。有研究者认为,我们还需要以更加谨慎的态度对待这一发现,现在就将17MeV的粒子视为确定的事实还为时过早。其他一些研究小组在进行实验之后,并没有探测到这种粒子,因此还不能认为该粒子已经真正被确认。此外,过去几十年里,一些曾宣称发现17MeV的粒子的科学家,还声称检测到其他新粒子,然而都无一得到其他团队的证实。
这个发现为何如此令人兴奋?
匈牙利科学院原子能研究所的物理学家称,这一装置(电子-正电子分光仪)发现了一种新粒子存在的证据匈牙利科学院原子能研究所的物理学家称,这一装置(电子-正电子分光仪)发现了一种新粒子存在的证据。
粒子物理学的标准模型认为,宇宙中的一切都是由基本粒子构成的,这些基本粒子由四种力控制着,即引力、电磁力、弱核力和强核力。这些力的作用范围不同,强度也不同。
新研究中发现的新粒子如果存在的话,将不符合标准模型的描述,因此很可能开启一个全新的粒子物理学领域。有人认为,该粒子甚至可能帮助科学家发现第五种基本力。
这一进展令人兴奋,因为标准模型多年来一直未能解答一些问题,科学家渴望打破这一现状,寻找新的理论。例如,标准模型不能解释引力,因为它与广义相对论并不相容,而广义相对论是对引力如何起作用的最佳解释。此外,标准模型也不能解释暗物质粒子。
用来描述微观粒子的量子理论,与用来描述宏观物体的广义相对论之间,也很难调和。在标准模型的背景下,还没有人能使这两者在数学上兼容。
根据大爆炸理论,物质和反物质在宇宙诞生之初的数量是相等的,所以它们应该在宇宙存在的第一秒左右就完全相互湮灭了。这意味着宇宙应该充满光,而其他物质应该很少。正因为如此,在物质和反物质的物理性质上肯定存在着微妙的差异,使得宇宙中存在的物质远远超过反物质,从而构成我们所看到的恒星、行星,以及我们自己。
不过,仅就目前所观察到的结果而言,还不足以证实这种新粒子的存在。