Az univerzumot négy alapvető erő irányítja: gravitáció, elektromágnesesség és az erős és gyenge nukleáris erők. Ezek az erők mozgatják és mozgatják mindazt, amit körülöttünk látunk. Legalább erről gondolunk. De az elmúlt években egyre több bizonyíték volt az ötödik alapvető erőre. Az új kutatások még nem fedezték fel ezt az ötödik erőt, de ez azt mutatja, hogy még mindig nem értjük teljes mértékben ezeket a kozmikus erőket.
Az alapvető erők a részecskefizika standard modelljének részét képezik. Ez a modell leírja az általunk megfigyelt különféle kvantumrészecskéket, például elektronokat, protonokat, antianyagokat és hasonlókat. A kvarkok, a neutrinók és a Higgs-bozon mind a modell részét képezik.
A modellben az „erő” kifejezés kissé félrevezető. A standard modellben minden erő egy hordozó bozon típusának eredménye. A fotonok az elektromágnesesség hordozó boszonja. A szilikonok hordozó boszonjai a szilikonok, a W és Z néven ismert boszonok pedig a gyengék hordozói. A gravitáció technikailag nem része a standard modellnek, de feltételezzük, hogy a kvantitatív gravitációnak van egy boszonja, az úgynevezett graviton. Még mindig nem értjük teljesen a kvantitatív gravitációt, de az egyik gondolat az, hogy a gravitáció összekapcsolható a szokásos modellel, hogy nagyszerű, egységes elméletet nyerjünk (BÉL).
Minden olyan részecske, amelyet valaha felfedeztünk, a standard modell része. Ezen részecskék viselkedése rendkívül pontosan megfelel a modellnek. A szabványos modellt meghaladó részecskéket kerestük, de eddig még nem találtunk. A standard modell a tudományos megértés diadala. Ez a kvantumfizika csúcspontja.
De elkezdtük tanulni, hogy van néhány komoly problémája.
Először is, tudjuk, hogy a standard modell nem kombinálható a gravitációval úgy, ahogy gondoltuk. A standard modellben az alapvető erők magasabb energiaszinten „egyesülnek”. Az elektromágnesesség és a gyenge összekapcsolódik az elektromos fénnyel, és az elektromos fénysugár egyesül az erős fénnyel, hogy az elektromos nukleáris erőgé váljon. Rendkívül magas energiák esetén az elektronmagos és a gravitációs erőknek egységeseknek kell lenniük. A részecskefizikai kísérletek azt mutatták, hogy az egyesülési energiák nem egyeznek meg.
További problémát jelent a sötét anyag kérdése. Először a sötét anyagot javasolták annak magyarázatára, hogy a csillagok és a gáz a galaxis külső szélén miért mozog gyorsabban, mint a gravitáció előre jelezte. Vagy a gravitációs elméletünk valahogy hibás, vagy a galaxisokban láthatatlan (sötét) tömegnek kell lennie. Az elmúlt ötven évben a sötét anyag bizonyítéka igazán erős lett. Megfigyeltük, hogy a sötét anyag hogyan csoportosítja a galaxisokat, hogyan oszlik el az egyes galaxisokon belül, és hogyan viselkedik. Tudjuk, hogy nincs szoros kölcsönhatásban a rendes anyaggal vagy önmagával, és a legtöbb galaxisban tömeg többségét teszi ki.
A standard modellben azonban nincs olyan részecske, amely alkothatja a sötét anyagot. Lehetséges, hogy a sötét anyag valamilyen anyagból, például kis fekete lyukakból készül, de a csillagászati adatok nem igazán támogatják ezt az elképzelést. A sötét anyag valószínűleg valamilyen még fel nem fedezett részecskéből készül, amelyet a szokásos modell nem jósol meg.
Aztán ott van sötét energia. A távoli galaxisok részletes megfigyelései azt mutatják, hogy az univerzum egyre növekvő ütemben bővül. Úgy tűnik, hogy valamilyen energia hajtja ezt a folyamatot, és nem értjük, hogyan. Lehet, hogy ez a gyorsulás a tér és az idő szerkezetének eredménye, egyfajta kozmológiai állandó, amely az univerzum kibővítéséhez vezet. Lehet, hogy ezt valamilyen új, még felfedezetlen erő hajtja. Bármi legyen is a sötét energia, az univerzum több mint kétharmadát teszi ki.
Mindez arra utal, hogy a szokásos modell legjobb esetben hiányos. Vannak dolgok, amelyekből alapvetően hiányzik az univerzum működésében. Sok ötletet javasoltak a standard modell rögzítésére, a szuperszimmetriától a még fel nem fedezett kvarkokig, de az egyik ötlet az, hogy van egy ötödik alapvető erő. Ennek az erőnek saját hordozó bozonja (i) és új részecskéi lennének, a felfedezetteken túl.
Ez az ötödik erő szintén kölcsönhatásba lép a szemcsékkel, amelyeket megfigyeltünk, és amelyek finoman mozognak, és ellentmondnak a standard modellnek. Ez egy új cikkhez vezet, amely azt állítja, hogy bizonyítékkal rendelkezik ilyen interakcióra.
A dolgozat a hélium-4 magok bomlásának rendellenességeit vizsgálja, és a berillium-8 bomlásának egy korábbi tanulmányát alapozza meg. A berillium-8 instabil maggal rendelkezik, amely a hélium-4 két magjára bomlik. 2016-ban a csapat megállapította, hogy a berillium-8 bomlása kissé sérti a standard modellt. Ha a magok gerjesztett állapotban vannak, akkor elektron-pozitron párt bocsáthat ki, ha bomlik. A nagyobb szögekben megfigyelt párok száma meghaladja a szokásos modell előrejelzéseit, és Atomki-rendellenességnek nevezik.
Sok lehetséges magyarázat van a rendellenességre, ideértve a kísérleti hibát is, de az egyik magyarázat az, hogy azt az X17 nevű boszon okozta. Ez egy (még ismeretlen) ötödik alapvető erő hordozó bozona lenne, amelynek tömege 17 MeV. Az új cikkben a csoport hasonló eltérést talált a hélium-4 bomlásában. Az X17 részecske megmagyarázhatja ezt a rendellenességet.
Noha ez izgalmasnak tűnik, okkal lehet óvatos. Ha megnézed az új cikk részleteit, kissé furcsa az adat. Alapvetõen a csapat feltételezi, hogy az X17 pontos, és megmutatja, hogy az adatok megfelelõek lehetnek a modelljükhöz. Megmutatom azt a modellt tud magyarázza el a rendellenességeket nem ugyanaz, mint a modell bizonyítása csinál magyarázza a rendellenességeket. Egyéb magyarázatok is lehetséges. Ha létezik X17, akkor látnunk kellett volna más részecske-kísérletekben is, és mi nem tettük meg. A „ötödik erő” bizonyítéka valóban gyenge.
Az ötödik erő létezhet, de még nem találtuk meg. Amit tudunk, az az, hogy a szokásos modell nem egészíti ki, és ez azt jelenti, hogy néhány nagyon érdekes felfedezés vár.
Forrás: Új bizonyítékok a hipotetikus X17 részecske létezéséről, Krasznahorkay, A. J., et al.
Forrás: A rendellenes belső párképződés megfigyelése 8-as értékben: A könnyű, semleges bozon lehetséges jelzése Krasznahorkay, A. J., et al.
