يحكم كوننا أربع قوى أساسية. على الأقل هذا ما اعتقده الفيزيائيون منذ فترة طويلة.
الآن ، ومع ذلك ، تشير الأبحاث الجديدة إلى أن هناك قوة خامسة ، اكتشاف يمكن أن يقلب الكثير من الفيزياء الحديثة.
في 23 أكتوبر ، نشر باحثون في معهد الأبحاث النووية في المجر دراسة جديدة لقاعدة بيانات arXiv تقدم أدلة إضافية على جسيم جديد تمامًا تم اقتراحه لأول مرة قبل ثلاث سنوات. يمكن أن يساعد هذا الجسيم ، الذي يطلق عليه اسم X17 ، العلماء على حل أحد أكبر الألغاز في علم الفلك: ما هي المادة المظلمة.
سيتطلب وجود الجسيم أيضًا إعادة كتابة النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ، وهي النظرية التي تصف القوى الأساسية وتصنف الجسيمات دون الذرية.
ولكن هذا فقط إذا كان يمكن التحقق من وجود الجسيم. لم تتم مراجعة الورقة الجديدة بعد. وقال معظم العلماء في الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الذي لم يشارك في البحث ، إن معظم الفيزيائيين يشككون - جزئياً لأنه لا يوجد علماء خارجيون قادرون حتى الآن على التحقق من النتائج السابقة بشكل مستقل من نفس فريق البحث ريتشارد ميلنر ، الفيزيائي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الذي لم يشارك في البحث.
في عام 2016 ، أبلغت نفس المجموعة من الباحثين عن أول دليل على الجسيم ، في التجارب التي أجريت مع ذرات البريليوم المشع. قام الفيزيائيون بقياس الضوء والجسيمات التي أطلقها البريليوم أثناء تحطمها. لاحظوا أن أزواج الإلكترونات المنبعثة وشركائها المضادين ، البوزيترونات ، يميلون إلى الإسراع في زاوية معينة ، وهو سلوك لا يبدو قابلاً للتفسير مع الفيزياء الحالية.
عند تحليل الأرقام ، استنتج الفيزيائيون أنه يجب أن يكون هناك بعض الجسيمات الوسيطة غير المعروفة التي تحللها البريليوم قبل ذلك الجسيم ثم ينبعث من الإلكترون وزوج البوزيترون. تم حساب هذا "الجسيم X" غير المعروف ليكون له كتلة تقارب 17 ميجا إلكترون فولت ، ومن هنا جاء اسمه X17. (للمقارنة ، هذا يجعل X17 أكبر بحوالي 34 مرة من الإلكترون.)
أضافت الدراسة الجديدة المزيد من الملاحظات عن الجسيم المقترح ، الذي يظهر في اضمحلال ذرات الهيليوم. وأظهر إعداد تجريبي مماثل مرة أخرى أدلة على وجود جسيم وسيط له نفس الكتلة بشكل فعال. تظهر النتائج أن جسيم X17 المقترح ليس فرميون - نوع الجسيم الذي يتكون منه المادة العادية - بل بوزون ، جسيم يحمل طاقة وأحيانًا قوى. هذا يعني أن X17 قد ينقل قوة خامسة لم تكن معروفة من قبل ، والتي قال علماء الفيزياء أنها يمكن أن تساعد في تفسير المادة المظلمة. تشكل هذه المادة الغامضة 85٪ من المادة في الكون ؛ يمكن اكتشافه من خلال الجاذبية ولكنه لا يتفاعل مع الضوء.
لكن معظم الفيزيائيين ينتظرون قياسات مستقلة قبل قبولهم للنتائج.
وقال ميلنر لـ Live Science: "أنا متشكك. أعتقد ، بصفتي خبير تجريبي ، هذا هو موقفي الطبيعي عندما أرى شيئًا كهذا ، لكن أعتقد أنه يجب التحقيق فيه".
ينشأ جزء من الشكوك لأن المنظمة الأوروبية للبحوث النووية (CERN) حاولت البحث عن جسيم X17 وفشلت في العثور على أي دليل على ذلك. في ضوء الأدلة الجديدة ، من المرجح أن تستمر العديد من المجموعات في البحث عن الجسيم ، قال ميلنر لـ Live Science.
قال ميلنر لـ Live Science إن هذا الاكتشاف ، إذا تأكد ، يمكن أن يفتح أيضًا طريقة جديدة تمامًا للقيام بفيزياء الجسيمات. خلال نصف القرن الماضي ، حقق الفيزيائيون تقدمًا كبيرًا في تحديد النموذج القياسي من خلال التركيز على عالم الطاقة العالية ، والذي يتطلب تعاونًا دوليًا ضخمًا ومسرعات باهظة الثمن لتحطيم الجسيمات معًا بسرعة مذهلة. سيكون العمل الجديد ، الذي تم إجراؤه باستخدام طاقات وتكاليف أقل بكثير ، اتجاهًا جديدًا تمامًا للفيزيائيين للبحث عن جسيمات جديدة.
قال ميلنر لـ Live Science: "النموذج القياسي للفيزياء محدد جيدًا". "لذا إذا وجد المرء تفاعلًا جديدًا يتجاوزه ، فهذا أمر مهم للغاية."
