寻找第五种基本作用力

renwen 提交于 周三, 2019/03/27 - 23:40
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  “我们对实验结果非常有信心。”卡撒兹纳霍凯说,研究团队在过去的3年中将测试重复了许多遍,并且排除了所有可以想象的误差,“如果真的排除了误差,那么观测到如此极端的现象,但却没有异常的现象发生的概率是两千亿分之一。”

  这个实验的初衷是用来寻找“暗光子”,而“暗光子”也是一种新的粒子,且没有被发现。但是冯孝仁和他的同事则认为这个17MeV的粒子不是暗光子。

  在对异常现象进行分析,并寻找了与前人的实验结果相一致的特征之后,冯孝仁的团队得出结论,认为这种粒子可能是一种“疏质子X玻色子”。这种粒子传递的可能是一种只在原子核宽度数倍以内的距离中起作用的极短程力。如果这种粒子真的存在,而且就像冯孝仁所描述的一样,那么这个极短程力便可能是这次试验中所发现的“第五种基本力”。

  冯孝仁提出,这种新的粒子不是与电子和质子耦合,而是会与电子和中子耦合。

  “更确切的翻译应该是‘某种疏远质子的玻色子’,文章中提到这种粒子更喜欢跟中子反应,它会更疏远质子,所以称为疏质子X玻色子。玻色子是某一大类粒子的统称,一般来说传递相互作用的粒子都是玻色子。”莫方说。

  冯孝仁的团队目前正在研究其他可以解释这项异常的粒子,但是疏质子X玻色子是“最直接的可能性”。如果得以证实,那么“第五种基本力”也将被证实。

  4.实验结果或将在一年内被证实

  报道称,冯孝仁的两位同事在SLAC国家加速实验室的交流会上讨论了这项发现。来自托马斯·杰斐逊国家加速器实验装置的物理学家博格丹·沃切豪斯基说,会上的研究者对此发现持怀疑态度,但是依然感到很兴奋。“交流会的许多与会者正在构思不同的方法来检验这个发现。”他说。欧洲和美国的团队表示,他们应该能在大约一年以内证实或证伪匈牙利的实验结果。

  来自美国麻省理工学院的理论物理学家耶西·泰利尔称,冯孝仁的团队提出的非常规耦合让他怀疑新粒子是否存在。“如果我能随心所欲地修改标准模型,这肯定不是我会写下的第一件事,”他说。但是他 “正关注着”这种说法。“也许这是我们对超越可见宇宙的物理学的第一瞥。”他说。而研究者应该很快就能发现17MeV的粒子是否真的存在。

  杰斐逊实验室设计的“暗光”(Dark Light)实验通过向氢气靶轰击电子,寻找质量在10-100MeV之间的暗光子。麻省理工的合作发言人理查德·米尔纳称,现在,实验会将17MeV范围设定为首要目标,在约一年以内,暗光子实验要么可以发现这种粒子,要么能对它与普通物质的耦合设定严格的限制。

  其他将要搜寻疏质子X玻色子的还包括日内瓦附近的欧洲核子研究中心(CERN),他们的LHCb实验将会研究夸克—反夸克衰变;此外还有两项正电子轰击固定靶标的实验——一项将在罗马附近的意大利核物理研究院(INFN)弗拉斯卡蒂国家实验室进行,预定2018年启动;另一项将在俄罗斯的布德克尔核物理研究所进行。