科學(xué)家們早就認(rèn)識到有四種“基本力量”支配著自然。我們宇宙的物質(zhì)被這些力吸引到一起，或者被這些力推開，而這些力似乎無法被還原為粒子之間更基本的相互作用。

       四種力中包括引力和電磁力，這些力能產(chǎn)生重要的遠(yuǎn)距離相互作用，其影響可以在日常生活中直接觀察到。還有兩種力被稱為強相互作用力和弱相互作用力，它們在微小的亞原子距離上產(chǎn)生力并支配核物理。

       多年來,有很多未經(jīng)證實的觀點聲稱自然中存在第五種基本力量, 然而長期尋找暗物質(zhì)的努力卻沒有結(jié)果。暗物質(zhì)是一種理論中存在的物質(zhì)，據(jù)推測占宇宙總質(zhì)量的85%，但至今尚未被發(fā)現(xiàn)。為了填補粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型無法解釋的空白，科學(xué)家們付出了更多努力來尋找新的力量。

       現(xiàn)在關(guān)于自然界第五種基本力存在的新線索，再次來自匈牙利的一個實驗室。匈牙利原子研究所的撒茲納霍凱博士和他的同事花了數(shù)年時間研究鈹-8的放射性衰變，這是一種不穩(wěn)定的同位素。

       2016年，他們公布了一項奇怪發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，表明它是由一種此前未知的粒子引起的。現(xiàn)在同樣的研究人員又發(fā)現(xiàn)了另一個異�，F(xiàn)象，這次是激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)換。匈牙利原子核研究所的科學(xué)家們相信，他們可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了更多的確鑿證據(jù)，證明了先前不為人知的第五種基本的自然力量。該研究10月23日發(fā)表在Arxiv論壇上。

       自從劍橋建造了第一個粒子加速器，在20世紀(jì)30年代發(fā)現(xiàn)鈹-8以來，這種不穩(wěn)定原子的存在及其衰變的獨特方式，一直是與恒星核合成有關(guān)的眾多研究的焦點：恒星中的核聚變究竟是如何形成元素的？

       2015年研究人員發(fā)現(xiàn), 當(dāng)質(zhì)子向形成鈹8的鋰7同位素發(fā)射質(zhì)子時，隨后的粒子衰變并沒有完全產(chǎn)生預(yù)期的光發(fā)射，并且發(fā)生了特定的微小“碰撞”。這個發(fā)現(xiàn)當(dāng)時科學(xué)家無法解釋。

       如果光的能量足夠大，它就會轉(zhuǎn)變成電子和正電子，它們會以一個可預(yù)測的角度相互推開，然后消失。根據(jù)能量守恒定律，隨著產(chǎn)生兩個粒子的光的能量增加，它們之間的角度應(yīng)減小。至少從統(tǒng)計學(xué)上講是這樣。然而匈牙利的研究人員卻發(fā)現(xiàn)隨著原子的衰變而分離的電子和正電子數(shù)量出現(xiàn)了意想不到的增長，它們經(jīng)常以140度的夾角相互推開。

       這項研究發(fā)現(xiàn)似乎足夠有力，并很快引起了全球其他研究人員的注意，他們認(rèn)為可能是一種全新的粒子造成了這種異常。

       在同一間實驗室進(jìn)行的各種重新測試也都證實了這一結(jié)果。一年后同樣的實驗再次進(jìn)行，在美國也得到了同樣的結(jié)果。當(dāng)原子衰變時，其組成部分之間的過剩能量會短暫地產(chǎn)生一個新的未知粒子，然后該粒子幾乎立即衰變?yōu)橐粋�可識別的正電子和電子對。但這并不意味著我們將都將會被徹底改變或被壓扁。

       幸運的是，在過去的幾年里卡撒茲納霍凱博士的團(tuán)隊并沒有坐享其成。從那以后，他們把研究重點從鈹-8的衰變轉(zhuǎn)移到一個被激發(fā)的氦原子核的狀態(tài)變化上。而且他們的研究有了新的進(jìn)展。

       他們已經(jīng)在穩(wěn)定的氦原子中測量到了同樣的結(jié)果，只是氦原子中的電子和正電子并沒有以140度的角度分離，而是更接近115度。這一特征與在鈹-8中觀察到的異常相似，而且看起來與新發(fā)現(xiàn)的玻色子衰變的假設(shè)一致。

       這種全新的未知粒子被稱為“疏質(zhì)子X玻色子”（protophobic X boson），它所攜帶的力在微觀距離上的作用并不比原子核大多少。該粒子被命名為X17，因為它的質(zhì)量被計算為17兆電子伏特。

       所有跡象都表明玻色子是某種新的第五力量的載體。但是物理學(xué)家并沒有急于過早地慶祝該發(fā)現(xiàn)。尋找一個新粒子一直是物理學(xué)上的重大新聞，并且需要進(jìn)行大量審查，更不用說重復(fù)實驗了。

       該研究小組在論文中總結(jié)說：我們期待在未來幾年里，X17粒子將會得到更多的獨立實驗結(jié)果。作為正式粒子，將其添加到任何物質(zhì)模型中還有很長的路要走。

       如果全新粒子的存在得到證實，這意味著物理學(xué)家們將不得不重新評估粒子物理學(xué)現(xiàn)存的四種基本力之間的相互作用，并為第五種力騰出空間�；蛟S科學(xué)家們能更好地了解控制宇宙的力量，一個全新的基本粒子還可以徹底幫助科學(xué)家揭開暗物質(zhì)的神秘面紗，而X17正是我們所想要的。