Universumiamme hallitsevat neljä perusvoimaa. Ainakin sitä fyysikot ovat pitkään ajatelleet.
Nyt kuitenkin uusi tutkimus viittaa siihen, että on olemassa viides voima, löytö, joka voisi levittää suuren osan nykyfysiikasta.
Unkarin ydintutkimusinstituutin tutkijat julkaisivat 23. lokakuuta uuden tutkimuksen arXiv-tietokantaan tarjoamalla lisätodisteita täysin uudesta hiukkasesta, jota ehdotettiin ensin kolme vuotta sitten. X17, tämä hiukkas voi auttaa tutkijoita ratkaisemaan yhden tähtitieteen suurimmista mysteereistä: mikä on tumma aine.
Hiukkasen olemassaolo vaatisi myös hiukkasfysiikan standardimallin, teorian, joka kuvaa perusvoimat ja luokittelee alaatomiset hiukkaset, uudelleenkirjoittamisen.
Mutta se on vain jos hiukkasen olemassaolo voidaan varmistaa. Uutta artikkelia ei ole vielä vertaisarvioitu. Ja suurin osa fyysikoista on skeptisiä - osittain siksi, että mikään ulkopuolinen tutkija ei ole vielä pystynyt validoimaan itsenäisesti saman tutkimusryhmän aiempia löydöksiä samasta tutkimusryhmästä. Richard Milner, Massachusettsin teknillisen instituutin fyysikko, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, kertoi Live Sciencelle.
Vuonna 2016 sama tutkijaryhmä kertoi ensimmäisistä todisteista hiukkasesta radioaktiivisilla berylliumatomilla tehdyissä kokeissa. Fyysikot mittasivat berylliumin vapautumisen valoa ja hiukkasia sen hajotessa. He huomasivat, että säteilytetyt elektroniparit ja niiden antimateriaalipartnerit, positronit, pyrkivät nopeuttamaan tietyssä kulmassa käyttäytymistä, joka ei tuntunut selitettävän olemassa olevan fysiikan kanssa.
Puristaen lukuja, fyysikot päättelivät, että on oltava jokin tuntematon välipartikkeli, johon beryllium hajosi ennen kuin tämä hiukkanen päästi sitten elektronin ja positronin parin. Tällä tuntemattomalla "hiukkasella X" laskettiin olevan massa lähes 17 megaelektronvolttia, tästä syystä sen nimi on X17. (Vertailun vuoksi, se tekee X17: stä noin 34 kertaa suuremman kuin elektroni.)
Uusi tutkimus lisäsi lisää havaintoja ehdotetusta hiukkasesta heliumiatomien hajoamisessa. Samanlainen kokeellinen järjestely osoitti jälleen todisteita välihiukkasista, joilla oli käytännössä sama massa. Tulokset osoittavat, että tämä ehdotettu X17-hiukkas ei ole fermioni - tyyppinen hiukkas, joka muodostaa tavallisen aineen -, vaan pikemminkin boson, hiukkanen, joka kuljettaa energiaa ja joskus voimia. Tämä tarkoittaa, että X17 saattaa välittää aiemmin tuntemattoman, viidennen voiman, jonka fyysikot sanoivat auttavan selittämään tummaa ainetta. Tuo salaperäinen aine muodostaa 85% maailmankaikkeuden aineesta; se on havaittavissa painovoiman kautta, mutta ei ole vuorovaikutuksessa valon kanssa.
Mutta suurin osa fyysikoista odottaa riippumattomia mittauksia ennen kuin ne hyväksyvät havainnot.
"Olen skeptinen. Mielestäni kokeilijana se on luonnollinen asema, kun näen jotain tällaista, mutta mielestäni se on tutkittava", Milner kertoi Live Sciencelle.
Osa skeptisyydestä johtuu siitä, että Euroopan ydintutkimusjärjestö CERN yritti metsästää X17-hiukkasta eikä löytänyt todisteita siitä. Uusien todisteiden valossa monet muut ryhmät jatkavat todennäköisesti hiukkasen etsimistä, Milner kertoi Live Science: lle.
Jos vahvistuksessa löytö voi avata myös aivan uuden tavan suorittaa hiukkasfysiikkaa, Milner kertoi Live Science: lle. Fyysikot ovat viimeisen puolen vuosisadan aikana edistyneet valtavasti standardimallin määrittelemisessä keskittymällä korkean energian maailmaan, joka vaatii valtavia kansainvälisiä yhteistyöhankkeita ja kalliita kiihdyttimiä hiukkasten murskaamiseksi mielenkiintoisella nopeudella. Uusi työ, joka tehdään paljon alhaisemmilla energialähteillä ja kustannuksilla, olisi fyysikoille aivan uusi suunta etsiä uusia hiukkasia.
"Fysiikan standardimalli on erittäin hyvin määritelty", Milner kertoi Live Science: lle. "Joten jos joku löytää uuden vuorovaikutuksen sen ulkopuolelle, se on vain suunnattoman tärkeää."
