有第五種基本作用力？宇宙中或存在將改變人類認知

物理學家將物體之間的相互作用稱之為"力"。20世紀以來，人們從最初認識到的兩種力，萬有引力和電磁力，逐步擴展到了四種：萬有引力、電磁力、弱相互作用力、強相互作用力。

要談到這四種力的產生和特點，就不能不談到從愛因斯坦開始的一個夢想：將宇宙中所有的力用一個簡潔的公式統一起來。最近有科學家研究稱：宇宙中可能存在第五種基本作用力。如果被證實，那將是里程碑式的深遠意義。

神秘的暗物質將類似NGC 6814這樣的螺旋星系維繫在一起

北京時間8月17日消息，近期的一項研究顯示，宇宙中可能存在第五種基本作用力。「如果這個說法正確，那將是革命性的，」論文第一作者、加州大學歐文分校的物理學和天文學教授馮孝仁（Jonathan Feng）在聲明中說道。

「幾十年來，我們已經知道了4種基本作用力：引力、電磁力、強相互作用和弱相互作用，」馮孝仁補充道，「如果未來的實驗能夠加以證實，那這一發現將完全改變我們對宇宙的認知，並可能將這些作用力與暗物質聯繫起來。」

馮孝仁和他的同事們對不久前由匈牙利科學院的實驗核物理學家搜集的數據進行了分析，後者當時在嘗試尋找「暗光子」——在理論上能指示暗物質的存在。科學家認為，暗物質占宇宙所有物質的85%，但暗物質不會吸收也不會發射出光，因此無法直接探測到。科學家是通過暗物質對「常規」物質的引力效應推斷出其存在的。

匈牙利科學家探測到了一種此前未知粒子存在的證據——但有些似是而非。在今年早些時候發表的論文中，他們指出這種粒子只比電子重34倍。「這些實驗物理學家還無法宣稱這是一種新的作用力，」馮孝仁說，「他們只是看到了諸多暗示新粒子存在的事件，但並不清楚它一個物質粒子還是一個帶著作用力的粒子。」

馮孝仁及其團隊的研究提出，匈牙利科學家發現的並不是一種「暗光子」，而更可能是一種「疏質子X玻色子」（protophobic X boson）——一種能夠指示宇宙第五種基本作用力存在的奇特粒子。研究者稱，已知電磁力會對質子和電子產生作用，但這一新發現的粒子顯然只與質子和中子有相互作用力，並且只在很短的距離內傳遞。

「我們觀測到的其他玻色子都沒有這樣的特徵，」共同作者、同樣來自加州大學歐文分校的物理學和天文學教授蒂莫西·泰特（Timothy Tait）說，「我們有時候也會簡單地叫它『X玻色子』，其中的『X』指的是未知。」

馮孝仁稱，這種潛在的第五種基本作用力可能與電磁力和強、弱相互作用有關聯，「顯示了一種更加宏大、更加基礎的作用力」。另一種可能是，由「常規」物質和作用力組成的宇宙具有一個平行的「暗面」，它也有自己的物質和作用力。

「有可能這兩個面通過某種隱秘但基礎的相互作用進行著互動，」馮孝仁說，「暗面的這種力可能以這種疏質子力的形式顯示出來，正如我們在匈牙利科學家的實驗中看到的結果。從更廣闊的角度，這一結果與我們最初對暗物質性質的研究結果相吻合。」

儘管這樣的猜測很令人鼓舞，但研究者強調，他們的闡釋還很不夠充分，未來需要更多的研究和實驗。事實上，據推測應該在加速器中觀測到的粒子有時只是統計上的巧合。好消息是，許多科學家應該都有能力完成進一步的工作。

「由於這個新粒子非常輕，因此世界各地許多小實驗室的實驗組都能夠對最初的結論追根究底，現在他們已經知道了怎麼去觀測，」馮孝仁說道。他們的論文發表在近期的《物理評論快報》（Physical Review Letters）?

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