Universet vårt styres av fire grunnleggende krefter. I det minste er det fysikere lenge har tenkt.
Nå antyder imidlertid ny forskning at det er en femte styrke, en oppdagelse som kan øke mye av moderne fysikk.
23. oktober publiserte forskere ved Institute of Nuclear Research i Ungarn en ny studie til arXiv-databasen, og tilbyr ytterligere bevis på en helt ny partikkel som først ble foreslått for tre år siden. Denne partikkelen, som ble kalt X17, kan hjelpe forskere med å løse et av de største mysteriene innen astronomi: hva mørk materie er.
Partikkelens eksistens ville også kreve en omskriving av standardmodellen for partikkelfysikk, teorien som beskriver de grunnleggende kreftene og klassifiserer subatomære partikler.
Men det er bare hvis partikkelens eksistens kan bekreftes. Det nye papiret er foreløpig ikke evaluert av fagfeller. Og de fleste fysikere er skeptiske - delvis fordi ingen utenforstående forskere ennå ikke har klart å validere tidligere funn fra det samme forskerteamet Richard Milner, fysiker ved Massachusetts Institute of Technology som ikke var involvert i forskningen, fortalte Live Science.
I 2016 rapporterte den samme gruppen forskere det første beviset for partikkelen, i eksperimenter gjort med radioaktive berylliumatomer. Fysikerne målte lyset og partiklene frigjort av berylliumet da det brøt sammen. De la merke til at utsendte par elektroner og deres antimaterielle partnere, positroner, hadde en tendens til å gå fort i en viss vinkel, oppførsel som ikke virket forklarbar med eksisterende fysikk.
Knusing av tallene, konkluderte fysikerne med at det må være en ukjent mellompartikkel som berylliumet forfalt før den partikkelen deretter sendte ut elektron- og positronparet. Denne ukjente "partikkel X" ble beregnet til å ha en masse på nesten 17 megaelektronvolt, derav navnet X17. (Til sammenligning gjør det at X17 er omtrent 34 ganger større enn et elektron.)
Den nye studien la til flere observasjoner av den foreslåtte partikkelen, sett i forfallet av heliumatomer. Et lignende eksperimentelt oppsett viste igjen bevis for en mellompartikkel med effektivt den samme massen. Funnene viser at denne foreslåtte X17-partikkelen ikke er en fermion - den typen partikkel som utgjør vanlig materiale - men snarere en boson, en partikkel som bærer energi og noen ganger krefter. Dette betyr at X17 kan formidle en tidligere ukjent, femte styrke, som fysikerne sa kunne bidra til å forklare mørk materie. Det mystiske stoffet utgjør 85% av saken i universet; det er detekterbart gjennom tyngdekraften, men interagerer ikke med lys.
Men de fleste fysikere venter på uavhengige målinger før de godtar funnene.
"Jeg er skeptisk. Jeg tror, som eksperimentell, det er min naturlige stilling når jeg ser noe lignende, men jeg tror det må undersøkes," sa Milner til Live Science.
En del av skepsisen oppstår fordi European Organization for Nuclear Research, eller CERN, prøvde å jakte på X17-partikkelen og ikke klarte å finne noe bevis på det. I lys av de nye bevisene vil mange flere grupper sannsynligvis fortsette å søke etter partikkelen, fortalte Milner til Live Science.
Hvis bekreftet, kan funnet også åpne en helt ny måte å gjøre partikkelfysikk på, sa Milner til Live Science. I løpet av det siste halve århundret har fysikere gjort store fremskritt når det gjelder å definere standardmodellen ved å fokusere på høyenergiområdet, som krever enormt internasjonalt samarbeid og dyre akseleratorer for å knuse partikler sammen i overveldende hastigheter. Det nye arbeidet, utført til mye lavere energier og kostnader, ville være en helt ny retning for fysikere å lete etter nye partikler.
"Standardmodellen for fysikk er veldig godt definert," sa Milner til Live Science. "Så hvis man finner et nytt samspill utover det, er det bare enormt viktig."
