しばらくの間、物理学者は宇宙で知られているすべての現象が4つの基本的な力によって支配されていることを理解してきました。これらには、弱い核力、強い核力、電磁気学、重力が含まれます。の最初の3つの力はすべて素粒子物理学の標準モデルの一部であり、量子力学を通じて説明できますが、重力の理解はアインシュタインの相対性理論に依存しています。
これらの4つの力がどのように一致するかを理解することは、数十年にわたる理論物理学の目的であり、その結果、それらを調整しようとする複数の理論（つまり、スーパーストリング理論、量子重力、大統一理論など）の開発につながりました。しかし、彼らの努力は、第5の力が働いているかもしれないことを示唆する新しい研究のおかげで、複雑になる（または助けられる）かもしれません。
ジャーナルで最近発表された論文で 物理的レビューレター、カリフォルニア大学アーバイン校の研究チームは、最近の素粒子物理学実験が新しいタイプのボソンの証拠をどのように生み出したのかを説明しています。このボソンは明らかに他のボソンのように振る舞うことはなく、基本的な相互作用を支配する自然の別の力があることを示している可能性があります。
UCIの物理学と天文学の教授であり、この論文の筆頭著者の1人であるジョナサンフェンは、次のように述べています。
「本当なら、それは革新的です。何十年もの間、私たちは4つの基本的な力、重力、電磁気、および強い核力と弱い核力を知っていました。さらなる実験によって確認された場合、この可能性のある5番目の力の発見は、宇宙の理解を完全に変え、力と暗黒物質の統一に帰結します。」
この潜在的な発見につながった取り組みは2015年に始まりました。UCIチームは、ハンガリー科学アカデミーの原子核研究所の実験核物理学者のグループからの研究に出会ったときです。当時、これらの物理学者たちは、電子より30倍重い軽い粒子の存在をほのめかす放射性崩壊の異常を調べていました。
彼らの研究について述べた論文で、主任研究員のアッティラクラスナホルカと彼の同僚は、彼らが観察していたことは「暗い光子」の生成かもしれないと主張しました。つまり、宇宙の質量の約85％を占める神秘的で目に見えない質量であるダークマターの証拠をついに見つけたのではないかと彼らは信じていました。
このレポートは当時ほとんど見過ごされていましたが、今年初めにFeng教授と彼の研究チームがそれを発見し、その結論の評価を始めたとき、広く注目されました。しかし、ハンガリーのチームの結果を調査し、それらを以前の実験と比較した後、彼らは実験の証拠が暗い光子の存在をサポートしていないと結論付けました。
代わりに、彼らは発見が自然の5番目の基本的な力の存在の可能性を示すことができると彼らは提案しました。これらの調査結果は、4月にarXivで公開され、続いて「ベリリウム核崩壊における17 MeV異常の粒子物理モデル」というタイトルの論文が発表されました。 PRL この金曜日。
本質的に、UCIチームは、暗い光子の代わりに、ハンガリーの研究チームが目撃した可能性があるのは、これまでに発見されていないボソンの作成だったと主張します。他のボソンは電子と陽子と相互作用しますが、この仮想ボソンは電子と中性子のみと相互作用し、非常に限られた範囲でのみ相互作用します。
この限られた相互作用が、これまで粒子が未知のままであった理由であり、形容詞「photobic」と「X」が名前に追加された理由であると考えられています。 「これと同じ特徴を持つボソンは他にありません」とUCIの物理学と天文学の教授であり、この論文の共著者でもあるティモシータイト氏は述べています。 「時々、それを「Xボソン」と呼ぶこともあります。「X」は不明を意味します。」
そのような粒子が存在する場合、研究のブレークスルーの可能性は無限大になる可能性があります。風水は、粒子の相互作用を支配する他の3つの力（電磁力、強い核力と弱い核力）が、より大きな、より基本的な力として加わることを期待しています。風水はまた、この可能性のある発見が、宇宙の「暗いセクター」の存在を指し示している可能性があると推測しました。
「これらの2つの部門が互いに話し合い、ややベールに包まれたが基本的な相互作用を通じて互いに相互作用する可能性があります」と彼は言った。 「この暗いセクターの力は、ハンガリーの実験の結果として私たちが見ているこの原作的な力として現れるかもしれません。広い意味で、それはダークマターの性質を理解するための私たちのオリジナルの研究に適合します。」
これが事実であることが証明された場合、物理学者は、現代の天体物理学における最大の謎の2つである暗黒物質（場合によっては暗黒エネルギー）の存在を理解するのにより近づくでしょう。さらに、標準モデルを超えた物理学の研究において研究者を支援する可能性があります。CERNの研究者は、2012年のヒッグスボソンの発見以来、夢中になっています。
しかし、Fengが指摘するように、その影響にすべて興奮する前に、さらなる実験を通じてこの粒子の存在を確認する必要があります。
「粒子はそれほど重くはなく、研究所は1950年代と1960年代以来、それを作るために必要なエネルギーを持っていました。しかし、見つけるのが難しい理由は、その相互作用が非常に微妙だからです。とは言うものの、新しい粒子は非常に軽いため、世界中の小さな研究所で作業している多くの実験グループが、どこを見ればよいかわかったので、最初の主張をフォローすることができます。」
CERNを含む最近のケースとして– LHCチームは彼らが持っていたことを発表することを余儀なくされました ない 2つの新しい粒子が発見されました–実証されています。鶏がねぐらになる前に鶏を数えないことが重要です。いつものように、慎重な楽観主義は、潜在的な新しい発見への最良のアプローチです。
