在2016年的一次“寻觅暗物质”实验中,匈牙利科学家像平常相同用质子炮击锂-7,企图发明铍-8并观测其衰变进程,可是实验效果却让出乎他们的预料。
世界分配着万物,而力气分配着世界。依据现在咱们的常识,分配世界的力气共有四种:万有引力、电磁力、强彼此效果力
和弱彼此效果力。
四大根本力
四大根本力中,强彼此效果力效果于质子、中子等核子之间的力,其使得核子彼此组合构成原子核,是效果间隔第二短的力,效果规模仅为10^(-15)~10^(-10) m。
弱彼此效果力是构成放射性原子核或许中子衰变的力,是β衰变的暗地推手。一起,弱彼此效果力也是效果间隔最短的力,效果规模约为10^-17m。电磁力可以理解为带电载体在电磁场中遭到的力,引力则是一切物质之间、与质量有关的彼此招引的力。
四种力中,咱们熟知的万有引力是最为微小的,如果说强彼此效果力的力气为1,那么电磁力便是强彼此效果力的0.73%,弱彼此效果力则为强彼此效果力的0.00000000001%(10^-13),而万有引力则为强彼此效果力的0.0000000000000000000000000000000000001%(10^-39)。之所以咱们总觉得万有引力很强是因为咱们最常感知的便是万有引力,对电磁力的感知往往仅局限于小型磁铁,而两个彼此效果力效果于微观,咱们无法直接感知。
正是这四种力刻画了咱们的世界,人类又依此创立了规范模型,用以解说世界间物质的存在。
直到2016年之前,人类所能观测到的一切粒子都可以被广义相对论下的规范模型完美解说,但匈牙利科学家观测到的数据却让规范模型面临着“不再规范”的危机——他们好像发现了分配世界的“第五种力”。
怪异的“铍-8”
这场实验本来是科学家用来寻觅“暗光子”的,也便是占有85%世界质量的暗物质中的一种。可是当研讨人员将质子射向锂-7并企图观测构造出的铍-8时,他们发现新构成的比如并没有以他们猜测的方法衰变。
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,开释出两个氦原子核,而且跟着电子和正电子工作轨迹视点加大,可观测到的电子与正电子对数将会明显下降。
可是观测效果并非如此,粒子并没有依照预期衰变,在两者轨迹视点呈140度时,电子发射数量忽然增多,在曲线上呈现出一个“凸起”。随后,跟着视点的加大,可观测正负电子对数的数量持续下降。
怪异的曲线与估计截然不同,好像在阐明铍-8在衰变进程中阅历咱们彻底不知道的事情。
“第五种力”
科学家剖析以为,关于140度角时呈现的“开释正负电子对数量”添加的现象,最有或许的解说是,在140度夹角时,铍-8分瞬间坠落了很多能量,并以一个新粒子的方式呈现,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。
通过核算,研讨人员以为,该新粒子的质量约为17兆电子伏特,约为电子质量的34倍。
一起他们都以为这个新粒子并非寻觅的“暗光子”。通过丈量科学家发现,该粒子自旋为1,即为一个玻色子,能在10^-14秒内发生并被探测到,阐明这是一个弱衰变,这也代表着其并非轻子捆绑也不是两个夸克结合。因而科学家将其命名为“疏质子X玻色子”,并以为这样的粒子会带着一个仅效果于几倍原子核规模的力,可以将电子与中子耦合。
在此之后,该实验被多国科学家重复并得到了相同的效果。
科学家表明,若该粒子带着的真为第五种根本力,那将为人类物理学敞开一个全新的范畴,人类关于天然的认知或将从头改写。
研讨开始版别实验效果发布在2016年1月份的《物理谈论快报》杂志中,相关研讨还在持续打开。
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