人類物理學或遭「顛覆」，匈牙利科學家發現支配宇宙的第五種力

　　在2016年的一次「尋找暗物質」實驗中，匈牙利科學家像往常一樣用質子轟擊鋰-7，試圖創造鈹-8並觀測其衰變過程，然而實驗結果卻讓出乎他們的意料。

　　

　　宇宙支配著萬物，而力量支配著宇宙。根據目前我們的知識，支配宇宙的力量共有四種：萬有引力、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力。

　　四大基本力

　　四大基本力中，強相互作用力作用於質子、中子等核子之間的力，其使得核子相互組合構成原子核，是作用距離第二短的力，作用範圍僅為10^(-15)～10^(-10) m 。

　　

　　弱相互作用力是造成放射性原子核或者中子衰變的力，是β衰變的幕後推手。同時，弱相互作用力也是作用距離最短的力，作用範圍約為10^-17m。電磁力可以理解為帶電載體在電磁場中受到的力，引力則是所有物質之間、與質量有關的相互吸引的力。

　　

　　四種力中，我們熟知的萬有引力是最為弱小的，如果說強相互作用力的力量為1，那麼電磁力就是強相互作用力的0.73%，弱相互作用力則為強相互作用力的0.00000000001%（10^-13），而萬有引力則為強相互作用力的0.0000000000000000000000000000000000001%(10^-39)。之所以我們總覺得萬有引力很強是因為我們最常感知的就是萬有引力，對電磁力的感知往往僅局限於小型磁鐵，而兩個相互作用力作用於微觀，我們無法直接感知。

　　

　　正是這四種力塑造了我們的宇宙，人類又依此創立了標準模型，用以解釋宇宙間物質的存在。

　　直到2016年之前，人類所能觀測到的所有粒子都能夠被廣義相對論下的標準模型完美解釋，但匈牙利科學家觀測到的數據卻讓標準模型面臨著「不再標準」的危機——他們似乎發現了支配宇宙的「第五種力」。

　　詭異的「鈹-8」

　　

　　這場實驗本來是科學家用來尋找「暗光子」的，也就是佔據85%宇宙質量的暗物質中的一種。但是當研究人員將質子射向鋰-7並試圖觀測構造出的鈹-8時，他們發現新形成的例子並沒有以他們預測的方式衰變。

　　

　　照理說，不穩定的鈹-8應該在生成后快速衰變，並吐出一個電子（電子帶負電荷）和一個正電子，釋放出兩個氦原子核，並且隨著電子和正電子運轉軌道角度加大，可觀測到的電子與正電子對數將會顯著下降。然而觀測結果並非如此，粒子並沒有按照預期衰變，在兩者軌道角度呈140度時，電子發射數量突然增多，在曲線上呈現出一個「凸起」。隨後，隨著角度的加大，可觀測正負電子對數的數量繼續下降。

　　

　　詭異的曲線與預計大相徑庭，似乎在說明鈹-8在衰變過程中經歷我們完全未知的事件。

　　

　　「第五種力」

　　科學家分析認為，對於140度角時出現的「釋放正負電子對數量」增加的現象，最有可能的解釋是，在140度夾角時，鈹-8分瞬間掉落了大量能量，並以一個新粒子的形式出現，然後新粒子隨後快速衰變成一個電子和正電子構成的電子對。

　　

　　經過計算，研究人員認為，該新粒子的質量約為17兆電子伏特，約為電子質量的34倍。

　　

　　同時他們認為這個新粒子並非尋找的「暗光子」。經過測量科學家發現，該粒子自旋為1，即為一個玻色子，能在10^-14秒內產生並被探測到，說明這是一個弱衰變，這也意味著其並非輕子束縛也不是兩個夸克結合。因此科學家將其命名為「疏質子X玻色子」，並認為這樣的粒子會攜帶一個僅作用於幾倍原子核範圍的力，能夠將電子與中子耦合。

　　

　　在此之後，該實驗被多國科學家重複並得到了同樣的結果。

　　科學家表示，若該粒子攜帶的真為第五種基本力，那將為人類物理學開啟一個全新的領域，人類對於自然的認知或將重新刷新。

　　研究最初版本試驗成果發布在2016年1月份的《物理評論快報》雜誌中，相關研究還在繼續展開。