浩瀚萬象（ONENESS）

▲回目錄▲

物理學家認為他們剛偵測到了第五種自然基本作用力！ 

轉載自： 讚新聞

有時物理學複雜得令人窒息 ，但是最直接明瞭的部分莫過於全宇宙在 4 種基本作用力控制下運作： 重力   或稱 萬有引力 （ the gravitational force ） 、 電磁力 （ the electromagnetic force ） 、 強作用力 （ the strong nuclear force ） 、 弱作用力 （ the weak nuclear force ） 。

但是如今匈牙利物理學家認為他們可能已經找到證據，可證實大自然有第五種神秘基本作用力的存在。如果是真的話，我們可能要好好想想，原本我們是怎麼理解宇宙運作的。

在我們開始進入正題之前，我們先回來談談以前的四種基本作用力，因為這四種基本作用力相當重要。作為 物理學標準模型 的一部分，這四種基本作用力解釋所有宇宙可見物體行為。

聊聊基本作用力

從範圍最廣的重力開始談起，重力負責撐住星球上所有重量，電磁力則負責凝聚我們的分子。

Ryan F. Mandelbaum在《大眾科學》（ Popular Science ）雜誌中寫道 ：「另外兩種等級最低的作用力分別為凝聚原子核的強作用力，以及幫助原子通過放射性衰變的弱作用力。這些基本作用力或多或少，似乎能解釋我們能觀察到的物理現象。」

第五基本作用力的證據，是在去年被 匈牙利科學院研究團隊注意 到的，當他們對鋰 7 （ lithium-7 ）發射質子，從掉落的輻射性微塵中偵測到一個全新極輕的玻色子，只比電子重 34 倍。

聽起來很讓人興奮吧！但是大部分的人都沒有好好看過這份研究報告，一直到美國一個研究團隊上個月月底在 arXiv （註）發表他們自己的資料分析報告。

這個由來自美國加州大學爾灣分校 Jonathan Feng 領導的團隊，其展示出來的資料與以往實驗結果並不衝突，且計算過後發現，新玻色子實際上可能帶有科學界剛開始感到興趣的第五基本作用力。

然而這份報告還未經過同行評審，所以我們也不用興奮得太早，現在的狀況只是因為這份報告已上傳到網路上，能讓其他物理學家細細研察這份報告，並且加上他們觀察後的發現。

隨著 《自然》雜誌的報導 ，全世界的研究人員爭先參與主導後續實驗研究，以證實匈牙利科學院的發現是否屬實，我們希望再過一年左右能看到結果。

但是你要是跟我一樣，你大概會想，一個新玻色子跟自然界第五種基本作用力有何關聯吧？

最新研究

這已不是第一次有研究人員宣稱發現第五種基本作用力了，維基百科上也找的到 頁面 說明第五種基本作用力的可能性，但是人們開始熱衷於研究第五種基本作用力是近十年才發生的事。 許多科學家認為也可能是另外一種名叫暗光子（ Dark Photon ）的微塵，這種微塵可攜帶新作用力 ，也可能可以詮釋暗物質（ Dark matter ）的存在，肉眼是看不見暗物質的，而 80% 宇宙質量都由這種物質構成。

這也是物理學家 Attila Krasznahorkay 領導的匈牙利研究團隊正在尋找的答案。因此，他們對非常細微的鋰 7 （ lithium-7 ）發射質子，兩者產生碰撞，連帶生成不穩定的鈹 8 （ beryllium-8 ）原子核，最後衰變成數對電子和正電子。

Edwin Cartlidge在《自然》雜誌寫道 ：「根據標準模型，物理學家應可觀察到因為電子與負電子掉落數量，因為電子與負電子增加，兩者軌道角度分離。」

但是這並非匈牙利研究團隊看到的，在 140 度角左右，這幾對電子及負電子彈起來，在掉到更高角度之前，製造出微小碰撞。

根據 Attila Krasznahorkay 及其團隊，這個碰撞證明了新物質的存在。經過計算，新物質的品質約 17 兆電子伏特，不是原本預期的暗光子，這完全可以說明這是另外一種東西。

Attila Krasznahorkay告訴《自然》雜誌 ：「我們對於實驗結果非常有信心。」他表示出現這種不規則碰撞的機率只有兩千億分之一，不過值得注意的是，其他研究團隊還未證實此說法。

而美國加州大學爾灣分校 Jonathan Feng 領導的團隊並未重做一次相同實驗，他們純粹用計算證實，至少理論上， Attila Krasznahorkay 假設探測到的極輕玻色子足以擁有第五種基本作用力這件事是對的。

就像其他優秀的科學家一樣，物理學家們至今對於該結果仍然相當懷疑，尤其是像極輕玻色子這種沒人想到會發現的東西。

來自美國麻省理工學院的 Jesse Thaler 雖未參與任何相關研究， 她向《自然》雜誌表示 ：「如果我可以隨意評論原子標準模型，這百分之百不會是我第一次會寫下的東西。」但是她承認對於接下來的研究相當關心。她接著說：「也許這是我們第一次瞥見可見宇宙以外的物理世界。」

如果全世界的研究人員對此議題打破砂鍋問到底，讓我們未來一年內可以看到更多可分析的資料，很有可能我們不用等太久，就能發現是否真有第五基本作用力。

註： arXiv 是一個收集物理學、數學、計算器科學與生物學論文預印本的網站。

 （資料結束）

▲ 回目錄 ▲

原文來源： Sciencealert