人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

在2016年的一次“寻找暗物质”实验中,匈牙利科学家像往常一样用

质子轰击锂-7,试图创造铍-8并观测其衰变过程,然而实验结果却让出乎他们的意料。

人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

宇宙支配着万物,而力量支配着宇宙。根据目前我们的知识,支配宇宙的力量共有四种:万有引力电磁力强相互作用力弱相互作用力

四大基本力

四大基本力中,强相互作用力作用于质子、中子等核子之间的力,其使得核子相互组合构成原子核,是作用距离第二短的力,作用范围仅为10^(-15)~10^(-10) m


人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

弱相互作用力是造成放射性原子核或者中子衰变的力,是β衰变的幕后推手。同时,弱相互作用力也是作用距离最短的力,作用范围约为10^-17m电磁力可以理解为带电载体在电磁场中受到的力,引力则是所有物质之间、与质量有关的相互吸引的力。


人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

四种力中,我们熟知的万有引力是最为弱小的,如果说强相互作用力的力量为1,那么电磁力就是强相互作用力的0.73%,弱相互作用力则为强相互作用力的0.00000000001%(10^-13),而万有引力则为强相互作用力的0.0000000000000000000000000000000000001%(10^-39)。之所以我们总觉得万有引力很强是因为我们最常感知的就是万有引力,对电磁力的感知往往仅局限于小型磁铁,而两个相互作用力作用于微观,我们无法直接感知。


人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

正是这四种力塑造了我们的宇宙,人类又依此创立了标准模型,用以解释宇宙间物质的存在。

直到2016年之前,人类所能观测到的所有粒子都能够被广义相对论下的标准模型完美解释,但匈牙利科学家观测到的数据却让标准模型面临着“不再标准”的危机——他们似乎发现了支配宇宙的“第五种力”。

诡异的“铍-8”


人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

这场实验本来是科学家用来寻找“暗光子”的,也就是占据85%宇宙质量的暗物质中的一种。但是当研究人员将质子射向锂-7并试图观测构造出的铍-8时,他们发现新形成的例子并没有以他们预测的方式衰变。


人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

照理说,不稳定的铍-8应该在生成后

快速衰变,并吐出一个电子(电子带负电荷)和一个正电子,释放出两个氦原子核,并且随着电子和正电子运转轨道角度加大,可观测到的电子与正电子对数将会显著下降。然而观测结果并非如此,粒子并没有按照预期衰变,在两者轨道角度呈140度时,电子发射数量突然增多,在曲线上呈现出一个“凸起”。随后,随着角度的加大,可观测正负电子对数的数量继续下降。


人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

诡异的曲线与预计大相径庭,似乎在说明铍-8在衰变过程中经历我们完全未知的事件。

人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

“第五种力”

科学家分析认为,对于140度角时出现的“释放正负电子对数量”增加的现象,最有可能的解释是,在140度夹角时,铍-8分瞬间掉落了大量能量,并以一个

新粒子的形式出现,然后新粒子随后快速衰变成一个电子和正电子构成的电子对。

人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

经过计算,研究人员认为,该新粒子的质量约为17兆电子伏特,约为电子质量的34倍

人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

同时他们认为这个新粒子并非寻找的“暗光子”。经过测量科学家发现,该粒子自旋1,即为一个玻色子,能在10^-14秒内产生并被探测到,说明这是一个弱衰变,这也意味着其并非轻子束缚也不是两个夸克结合。因此科学家将其命名为“疏质子X玻色子”,并认为这样的粒子会携带一个仅作用于几倍原子核范围的力,能够将电子与中子耦合。

人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力

在此之后,该实验被多国科学家重复并得到了同样的结果。

科学家表示,若该粒子携带的真为第五种基本力,那将为人类物理学开启一个全新的领域,人类对于自然的认知或将重新刷新。

研究最初版本试验成果发布在2016年1月份的《物理评论快报》杂志中,相关研究还在继续展开。

喜欢文章欢迎点个关注点个赞,谢谢大家。

更多信息可以在今日头条APP上方搜索框输入“四种基本力”搜索即可。


人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力


人类物理学或遭“颠覆”,匈牙利科学家发现支配宇宙的第五种力


分享到:


相關文章: