x17粒子和暗物質有關?科學家:我們可能存在第五種基本力

天空之城 2020/10/05 檢舉 我要評論

X17粒子是一種神秘物質,可以幫助探究暗物質的奧秘,據說這種粒子占了宇宙中大量物質的比重。它們之間的相互可能是物理學標準模型中所解釋的四個以外的「第五力量」。

前四種力量是常說的四種基本力:萬有引力,電磁力,強相互作用力,弱相互作用力。但是在2015年有個科學小組又發現了第五種力的存在證據。這個小組由一位匈牙利物理學家阿提拉·克拉斯納霍凱領導,他們的相關論文到了2019年才被發表出來。

四種基本力和標準模型

基本力是無法被拆分的,這些是其他所有已知的物理交互類型背後的核心現象。電磁力是一種會影響所有帶正電和帶負電的粒子的力。最常見的就是同性相吸異性相斥,這也是磁鐵能被吸附在冰箱上、固體能保持它的形狀的原因。摩擦,張力和彈力都是電磁力的衍生。與電磁相比,重力就顯得相當弱。令人驚訝的是,這個我們經常感受到的力竟然是是四個基本要素中最薄弱的一個,包括所謂的「弱相互作用力」。

而強相互作用力就負責原子核附近那些時刻想要「逃跑」的電子的逃不出去(降低物理和化學反應的活躍性),否則隨便一塊木頭都有可能爆炸。至於弱相互作用力則負責粒子之間的轉換,常見的就是衰變,沒有它,你是測不出文物的出土年代和地外隕石的來源的,而且你也不會感受到太陽的溫暖(太陽都核聚變利用的就是這種「弱力」)。

科學家的理論能很好地描述了其中三種力量(重力除外,這個後面說玻色子時會提到)的一個標準模型,它由各種測量和數學公式組成。還將基本粒子分為類別和子類別。。1950年至今,已經有18項諾貝爾物理學獎被頒發來表彰科學家們對這個模型作出的貢獻,最近的一次可能就是上帝粒子——希格斯玻色子粒子的發現了。但是標準模型沒有提供關於引力的解釋,也沒有使科學家進一步瞭解暗物質,而暗物質是構成我們宇宙約85%的神秘成分。

尋找粒子X17

那個科學小組將被稱為質子的亞原子粒子發射到不同原子的原子核,然後他們發現鈹-8的原子核從高能態進入低能態時產生的電子和正電子對有了不同的現象。鈹-8的衰變是正常的,但是它產生的粒子以140度角發生偏離。用當時的標準模型是解釋不通的,所以研究人員就推測:隨著原子的衰變,形成了前所未有的粒子。通過他們的計算,這個理論上的亞原子體的品質約為1700萬電子伏特。所以這種「不存在的粒子」就被命名為「 X17」粒子。

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