Bir süredir fizikçiler, Evrendeki bilinen tüm fenomenlerin dört temel güç tarafından yönetildiğini anladılar. Bunlar arasında zayıf nükleer kuvvet, güçlü nükleer kuvvet, elektromanyetizma ve yerçekimi sayılabilir. İlk üç kuvvetin tümü Parçacık fiziğinin Standart Modelinin bir parçasıyken ve kuantum mekaniği ile açıklanabilirken, yerçekimi anlayışımız Einstein'ın Görelilik Teorisine bağlıdır.
Bu dört gücün nasıl bir araya geldiğini anlamak, onlarca yıl boyunca teorik fiziğin amacı olmuştur ve bu da onları uzlaştırmaya çalışan çoklu teorilerin gelişmesine yol açmıştır (yani Süper String Teorisi, Kuantum Yerçekimi, Büyük Birleşik Teori, vb.). Bununla birlikte, çalışmalarında sadece beşinci bir güç olabileceğini öne süren yeni araştırmalar sayesinde çabaları karmaşık olabilir (veya yardımcı olabilir).
Dergide yakın zamanda yayınlanan bir makalede Fiziksel İnceleme Mektupları, Kaliforniya Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, Irvine, yeni parçacık fiziği deneylerinin nasıl yeni bir bozon türü kanıtı sağladığını açıklıyor. Görünüşe göre bu bozon diğer bozonların yaptığı gibi davranmaz ve orada temel etkileşimleri yöneten başka bir doğanın gücü olduğuna dair bir gösterge olabilir.
UCI'de fizik ve astronomi profesörü ve makalenin önde gelen yazarlarından Jonathan Feng'in dediği gibi:
“Eğer doğruysa, devrimcidir. Onlarca yıldır dört temel güç tanıyoruz: yerçekimi, elektromanyetizma ve güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler. Daha sonraki deneylerle doğrulanırsa, olası bir beşinci gücün keşfi, evren hakkındaki anlayışımızı tamamen değiştirecek ve bunun sonucunda güçlerin ve karanlık maddenin birleşmesi sonucunu doğuracak. ”
Bu potansiyel keşfe yol açan çabalar, UCI ekibinin Macar Bilim Akademisi Nükleer Araştırma Enstitüsü'nden bir grup deneysel nükleer fizikçinin bir araştırmasına rastladığı 2015'te başladı. O zaman, bu fizikçiler, bir elektrondan 30 kat daha ağır olan hafif bir parçacığın varlığına işaret eden radyoaktif bir bozunma anomalisine bakıyordu.
Araştırmalarını açıklayan bir makalede, baş araştırmacı Attila Krasznahorka ve meslektaşları gözlemledikleri şeyin “karanlık fotonlar” yaratabileceğini iddia ettiler. Kısacası, sonunda Evrenin kütlesinin yaklaşık% 85'ini oluşturan gizemli, görünmez kütle olan Karanlık Madde'nin kanıtlarını bulabileceklerine inanıyorlardı.
Bu rapor o sırada büyük ölçüde göz ardı edildi, ancak bu yılın başlarında Prof. Feng ve araştırma ekibinin bulduğu ve sonuçlarını değerlendirmeye başladığı zaman dikkat çekti. Ancak Macar ekiplerinin sonuçlarını inceledikten ve önceki deneylerle karşılaştırdıktan sonra, deneysel kanıtların karanlık fotonların varlığını desteklemediği sonucuna vardılar.
Bunun yerine, keşfin doğanın beşinci temel gücünün olası varlığını gösterebileceğini öne sürdüler. Bu bulgular Nisan ayında arXiv'de yayınlanmış ve bunu “Berilyum Nükleer Bozunmalarında 17 MeV Anomali için Parçacık Fiziği Modelleri” başlıklı bir bildiri izlemiştir. PRL geçen Cuma günü.
Esasen, UCI ekibi, karanlık bir foton yerine Macar araştırma ekibinin tanık olabileceği şeylerin, daha önce keşfedilmemiş bir bozonun yaratılması olduğunu iddia ediyorlardı; Diğer bozonlar elektronlar ve protonlarla etkileşime girerken, bu varsayımsal bozon sadece elektronlar ve nötronlarla ve sadece çok sınırlı bir aralıkta etkileşime girer.
Bu sınırlı etkileşimin parçacığın şimdiye kadar bilinmeyen kalmasının nedeni ve “fotobik” ve “X” sıfatlarının isme neden eklendiğine inanılmaktadır. UCI'de fizik ve astronomi profesörü ve makalenin ortak yazarı Timothy Tait “Aynı özelliği taşıyan gözlemlediğimiz başka bir bozon yok” dedi. “Bazen buna sadece 'X bozonu' diyoruz, burada 'X' bilinmeyen anlamına geliyor.”
Böyle bir parçacık varsa, araştırma atılımları için olanaklar sınırsız olabilir. Feng, parçacık etkileşimlerini (elektromanyetik, güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler) daha büyük, daha temel bir güç olarak yöneten diğer üç kuvvetle birleştirilebileceğini umuyor. Feng ayrıca bu olası keşfin, evrenimizin kendi meselesi ve güçleri tarafından yönetilen “karanlık bir sektörün” varlığına işaret edebileceğini tahmin etti.
“Bu iki sektörün birbirleriyle konuşmaları ve biraz örtülü ama temel etkileşimler yoluyla birbirleriyle etkileşim kurmaları mümkündür” dedi. “Bu karanlık sektör gücü, Macar deneyinin bir sonucu olarak gördüğümüz protopopik güç olarak kendini gösterebilir. Daha geniş anlamda, karanlık maddenin doğasını anlamak orijinal araştırmamıza uyuyor. ”
Eğer durum böyle olursa, fizikçiler modern astrofizikteki en büyük gizemlerden ikisi olan karanlık maddenin (ve hatta karanlık enerjinin) varlığını anlamaya daha yakın olabilirler. Dahası, Standart Modelin ötesinde fizik arayışında araştırmacılara yardımcı olabilir - CERN'deki araştırmacıların 2012'de Higgs Boson'un keşfinden bu yana meşgul olduğu bir şey.
Ancak Feng'in belirttiği gibi, bu parçacığın varlığını, sonuçlarıyla heyecanlanmadan önce başka deneyler yoluyla doğrulamamız gerekiyor:
“Parçacık çok ağır değil ve laboratuvarlar 50'li ve 60'lı yıllardan bu yana bunu yapmak için gerekli enerjilere sahipti. Ancak bulmak zor olmasının nedeni, etkileşimlerinin çok zayıf olmasıdır. Bununla birlikte, yeni parçacık çok hafif olduğu için, dünyanın dört bir yanında küçük laboratuvarlarda çalışan, ilk iddiaları takip edebilecek, şimdi nereye bakacaklarını bildikleri birçok deney grubu var. ”
LHC ekiplerinin sahip olduklarını duyurmak zorunda kaldığı CERN'i içeren son dava değil iki yeni parçacık keşfetti - gösteriyor, tavuklarımızı tünemeden önce saymamak önemlidir. Her zaman olduğu gibi temkinli iyimserlik potansiyel yeni bulgulara en iyi yaklaşımdır.
