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科學家發現新粒子了嗎?揭開暗物質之謎

                                                                            2016-09-18

 

 

 

      物理學家近期認為他們可能發現了一種新的基本粒子,他們將這種粒子稱為“抹大拉玻色子”(Madala boson),這種粒子與此前被發現的所謂“上帝粒子”:希格斯玻色子之間存在很多的相似之處,但兩者仍然存在不同
 

  物理學家近期認為他們可能發現了一種新的基本粒子,他們將這種粒子稱為“抹大拉玻色子”(Madala boson),這種粒子與此前被發現的所謂“上帝粒子”:希格斯玻色子之間存在很多的相似之處,但兩者仍然存在不同

  

這項已經刊載於《物理評論快報》雜志上的成果,對匈牙利科學院的核物理學家們在2015年年中所進行的一項研究結果進行了分析,當時匈牙利科學家們開展的研究旨在搜尋所謂“暗光子”
        北京時間9月8日消息,據國外媒體報道,物理學家近期認為他們可能發現了一種新的基本粒子,這種新的粒子或許將能夠幫助解釋暗物質之謎。

  科學家們將這種粒子稱為“抹大拉玻色子”(Madala boson),這種粒子與此前被發現的所謂“上帝粒子”:希格斯玻色子之間存在很多的相似之處,但兩者仍然存在不同,科學家們認為這種粒子會與神秘的暗物質之間發生相互作用。按照目前的認識,暗物質佔據了宇宙組成的大約27%。

  來自南非的研究人員對歐洲大型強子對撞機中多台實驗裝置的數據進行了分析,發現了與所謂“抹大拉理論”(Madala hypothesis)相關的關鍵特征。

  來自南非金山大學高能物理組(HEP)的科學家們基於歐洲核子中心(CERN)在2012年的那場實驗結果提出了他們的最新理論,當時那場粒子對撞實驗最終導致了希格斯-玻色子的發現。南非的研究人員與來自印度以及瑞典的科學家們廣泛合作,當2015年和2016年在大型強子對撞機上重複這項實驗時,研究組發現其結果似乎與此前他們構想的理論相吻合。

  所謂“抹大拉玻色子”理論構想了一種全新的玻色子和場,其可以與暗物質之間發生相互作用。南非金山大學HEP組主管布魯斯·梅拉多教授(Bruce Mellado)表示:“物理學今天來到了一個十字路口,就像當年愛因斯坦和量子力學的先輩們所面對的情形。經典物理學沒有辦法解釋很多現象,因此它引入了一些全新的概念,比如相對論和量子物理學,從而造就了我們今天所謂的現代物理學。”

  隨著2012年希格斯玻色子的發現,現代物理學標准模型中最後一塊缺失的碎片也被填上了。然而,這一看似完美的理論卻仍然無法解釋很多現象,比如暗物質的存在。但現在研究人員們認為,這種設想中的新粒子如果能夠得到證實,或許將幫助我們揭開暗物質的神秘面紗。

  第五種基本力?

  無獨有偶,關於這種全新基本粒子的消息被宣布的時機非常特別。就在幾周前,科學家們才剛剛宣布他們可能發現了一種此前未知的神秘亞原子粒子,並認為這種粒子的存在可能暗示存在著自然界中的第五種基本力。

  美國加州大學的理論物理學家們表示,他們發現的所謂“X玻色子”,如果得到證實,或許可以“徹底顛覆我們對於宇宙的理解”。這項已經刊載於《物理評論快報》雜志上的成果,對匈牙利科學院的核物理學家們在2015年年中所進行的一項研究結果進行了分析。當時匈牙利科學家們開展的研究旨在搜尋所謂“暗光子”,科學家們猜想它們可能是組成看不見摸不著的暗物質的粒子,它們佔據了宇宙的大部分質量。

  匈牙利科學家們的工作揭示了一種放射性衰變異常,暗示存在一種質量大約是光子30倍的輕質粒子。美國加州大學爾灣分校物理與天文學教授喬納森·馮(Jonathan Feng)指出:“實驗物理學家們無法確認這是一種新的基本力。他們只是觀察到一些數據的異常,指示可能存在一種新的粒子,但他們無法確認這究竟是一種物質粒子還是一種能量粒子。”

  加州大學爾灣分校的科學家們對匈牙利科學家們的實驗數據以及其他所有本領域的實驗進行了考察,結果認為相關數據強烈不支持物質粒子,也不支持暗物質光子的理論。基於這一認識,他們提出了新的理論,將所有已有數據綜合起來並認為這項發現可能暗示存在第五種自然界的基本力。

  馮教授表示:“如果這一結果得到證實,那將是革命性的。數十年來,我們一直知道自然界中有4種基本力:萬有引力、電磁相互作用力、弱相互作用力以及強相互作用力。如果相關結果能夠得到進一步的實驗證明,那麼這第五種基本力的發現將有可能徹底顛覆我們對於宇宙的認識,並有可能幫助我們實現對力和暗物質的統一。”

  他們的初步分析已經在4月份的論文預印本網站arXiv上,隨後的另外一篇文章則對先前的工作做了進一步闡釋。加州大學爾灣分校的科學家們所做的工作顯示,這個疑似粒子可能並非是什麼暗光子,而是一種“疏質子X玻色子”。

  常規的電磁力會對電子和質子產生作用,而這種新發現的玻色子卻只會與電子和中子發生作用,並且只在極其有限的空間范圍內發生作用。論文合著者蒂莫西·泰特(Timothy Tait)指出:“從未有其他我們觀測過的玻色子類型具備與之相同的特征。有時候我們直接將其稱作‘X玻色子’,這裏的這個‘X’就表示未知。”不過同時他也承認,未來的進一步實驗將是非常關鍵的。

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