한동안 물리학 자들은 우주에서 알려진 모든 현상이 네 가지 기본 힘에 의해 지배된다는 것을 이해했습니다. 여기에는 약한 핵력, 강한 핵력, 전자기 및 중력이 포함됩니다. 처음 세 힘은 모두 입자 물리학의 표준 모델의 일부이며 양자 역학을 통해 설명 할 수 있지만 중력에 대한 우리의 이해는 아인슈타인의 상대성 이론에 달려 있습니다.
이 네 가지 힘이 어떻게 조화를 이루는 지 이해하는 것은 수십 년 동안 이론 물리학의 목표였으며, 그 결과 화합을 시도하는 여러 이론 (즉, Super String Theory, Quantum Gravity, Grand Unified Theory 등)이 개발되었습니다. 그러나 그들의 연구는 일에 5 번째 힘이있을 수 있다는 새로운 연구 덕분에 복잡하거나 도움이 될 수 있습니다.
최근에 저널에 발표 된 논문에서 실제 검토 서한캘리포니아 대학 (University of California)의 연구팀 인 어바인 (Irvine)은 최근 입자 물리학 실험이 어떻게 새로운 유형의 보손 (boson)의 증거를 얻을 수 있었는지 설명했다. 이 보손은 분명히 다른 보손처럼 행동하지 않으며 근본적인 상호 작용을 지배하는 또 다른 자연의 힘이 있음을 나타낼 수 있습니다.
UCI의 물리 및 천문학 교수이자 논문의 주요 저자 중 하나 인 Jonathan Feng은 다음과 같이 말했습니다.
“만약 사실이라면 혁명적입니다. 수십 년 동안 우리는 중력, 전자석 및 강하고 약한 핵력의 네 가지 기본 힘을 알고 있습니다. 추가 실험을 통해 확인된다면, 가능한 다섯 번째 힘의 발견은 힘과 암흑 물질의 통일에 대한 결과로 우주에 대한 우리의 이해를 완전히 바꿀 것입니다.”
이러한 잠재적 인 발견을 이끌어 낸 노력은 2015 년 UCI 팀이 헝가리 과학 아카데미 원자력 연구소의 실험 핵 물리학 자 그룹의 연구를 통해 시작되었을 때 시작되었습니다. 당시이 물리학 자들은 전자보다 30 배 더 무거운 빛 입자의 존재를 암시하는 방사성 붕괴 이상 현상을 조사하고있었습니다.
연구진이 연구 한 논문에서 Attila Krasznahorka와 그의 동료들은 그들이 관찰하고있는 것이“어두운 광자”일 것이라고 주장했다. 요컨대 그들은 마침내 우주 질량의 약 85 %를 차지하는 신비하고 보이지 않는 질량 인 암흑의 증거를 발견했을 것이라고 믿었다.
이 보고서는 당시에 크게 간과되었지만 올해 초 Feng 교수와 그의 연구팀이이 보고서를 찾아 결론을 평가하기 시작하면서 많은 주목을 받았습니다. 그러나 헝가리 팀의 결과를 연구하고 이전 실험과 비교 한 결과 실험 증거가 어두운 광자의 존재를지지하지 않는다고 결론지었습니다.
대신에 그들은 발견이 자연의 다섯 번째 근본적인 힘의 존재를 나타낼 수 있다고 제안했다. 이 연구 결과는 4 월에 arXiv에 발표되었고, 그 뒤에는 "베릴륨 핵 붕괴의 17 MeV 이상에 대한 입자 물리 모델"이라는 논문이 발표되었다. PRL 지난 금요일에
본질적으로 UCI 팀은 어두운 광자 대신 헝가리 연구팀이 목격했을 수있는 것은 이전에 알려지지 않은 boson을 만들어내는 것이라고 주장했다. 그들은“protophobic X boson”이라고 불렀다. 다른 보손이 전자 및 양성자와 상호 작용하는 반면,이 가상의 보손은 전자 및 중성자 만, 그리고 매우 제한된 범위에서만 상호 작용합니다.
이러한 제한된 상호 작용은 입자가 지금까지 알려지지 않은 이유와 형용사 "photobic"과 "X"가 이름에 추가 된 이유로 여겨집니다. UCI의 물리 및 천문학 교수이자 논문의 공동 저자 인 Timothy Tait는“우리가 관찰 한 것과 동일한 특성을 가진 다른 보손은 없습니다. "때로는 'X'를 알 수없는 'X boson'이라고도합니다."
그러한 입자가 존재한다면, 연구 혁신의 가능성은 무한 할 수 있습니다. Feng은 입자 상호 작용 (전자기력, 강한 핵력 및 약한 핵력)을 지배하는 다른 세 가지 힘과 더 크고 근본적인 힘으로 결합 될 수 있기를 희망한다. 펭은 또한이 가능한 발견이 우리 우주의“암흑 부문”의 존재를 지적 할 수 있다고 추측했으며, 그것은 그 자체의 문제와 힘에 의해 지배된다.
"이 두 부문이 서로 가려지고 근본적인 상호 작용을 통해 서로 대화하고 상호 작용할 수 있습니다"라고 그는 말했습니다. “이 어두운 부문의 힘은 헝가리 실험의 결과로 우리가보고있는이 원시적 힘으로 나타날 수 있습니다. 더 넓은 의미에서 암흑 물질의 본질을 이해하기위한 우리의 독창적 인 연구에 적합합니다.”
이것이 사실이라면 물리학 자들은 현대 천체 물리학에서 가장 큰 두 가지 미스터리 인 암흑 물질 (아마도 암흑 에너지)의 존재를 알아내는 데 더 가까이있을 수 있습니다. 또한 2012 년 iggs 스 보손 (Higgs Boson)이 발견 된 이래 CERN의 연구원들이 사용했던 표준 모델 이외의 물리를 검색하는 데 도움이 될 수 있습니다.
그러나 Feng이 지적했듯이, 우리는 그 의미에 모든 흥분을 일으키기 전에 추가 실험을 통해이 입자의 존재를 확인해야합니다.
“입자는 그다지 무겁지 않으며 실험실은 50 년대와 60 년대 이후로 그것을 만드는 데 필요한 에너지를 가졌습니다. 그러나 찾기가 어려운 이유는 상호 작용이 매우 약하기 때문입니다. 그러나 새로운 입자는 매우 가벼우므로 전세계의 소규모 실험실에서 초기 주장을 따라갈 수있는 많은 실험 그룹이 있으며, 이제 어디를 볼지 알 수있게되었습니다.”
최근 LCE 팀이 CERN과 관련하여 아니 두 가지 새로운 입자를 발견했습니다 – 닭들이 앉기 전에 닭을 세지 않는 것이 중요합니다. 항상 그렇듯이 신중한 낙관론은 잠재적 인 새로운 발견에 대한 최선의 접근법입니다.
