宇宙中除了四種基本作用力之外，或許還存在第五種力！

物理世界豐富多彩，但其最簡單的一個方面是，宇宙中所有的東西都是由四種基本力控制：引力、電磁力、強核力和弱核力。

但是現在來自匈牙利的物理學家認為他們可能發現了一種神秘的第五種基本自然力的證據。如果被證實，這意味著我們需要重新思考我們對宇宙實際上是如何運行的理解。

在此之前，讓我們先來看看這四種基本力，因為它們很重要。它們是標準物理模型的基礎組成部分，而標準物理模型則是解釋在宇宙中我們所看到的所有行為和粒子。

在大尺度上，引力負責維繫行星和星系的穩定，電磁力則是負責保持我們的分子在一起。在最小的尺度上則是另外兩種力的世界：強核力（又叫強相互作用力，是目前所知的四種基本作用力中最強的作用力）是原子核的「膠水」，把質子、中子結合成原子核；弱核力（又叫弱相互作用力）則會造成一些原子進行放射性衰變。這些作用力似乎或多或少可以解釋我們觀測到的物理現象。

四種基本相互作用力維繫著這個世界

去年匈牙利科學院（Hungarian Academy of Science）的一個研究團隊報告第種五力的證據被發現，他們用質子轟擊鋰7，在放射性沉降物中檢測到一種全新的超輕玻色子，它只比電子重34倍。

這聽起來令人興奮，但這篇論文幾乎被忽視了，直到一個美國團隊將他們自己的數據分析發表在電子預印資料庫arXiv上。

這個由來自加州大學爾灣分校（University of California, Irvine）的Jonathan Feng領導的美國團隊發現，這項數據與之前的實驗沒有衝突，並計算出這種新的玻色子可能確實是攜帶著第五種基本力——這讓科學世界開始感興趣。

這篇論文尚未被同行評審，所以我們不要太興奮，但它已經上傳，這樣其他物理學家就可以詳細檢查這個結果並添加自己的發現，這是目前的情況。

正如頂級科學雜誌《自然》（Nature）的報道，世界各地的研究人員正在競相開展後續的測試，以驗證匈牙利的發現，而在一年之內我們就可以期待結果。

不過大家可能會好奇，一個超輕玻色子與一種新的自然力有什麼關係呢？

這並非研究人員第一次宣稱發現第五種力（維基百科甚至還有一個關於第五種力可能性的頁面），但這項搜尋的熱度確實在過去的十年中逐漸升溫。許多科學家認為可能存在一種被稱為「暗光子」（dark photon）的粒子，它可能攜帶著一種新的基本力可以來解釋暗物質——這是一種看不見的物質，據估計，暗物質占宇宙質量的80%以上。

這就是由物理學家Attila Krasznahorkay領導的匈牙利團隊所正在尋找的東西。為此，他們用質子轟擊鋰7薄靶，這樣的碰撞創造了不穩定的鈹8原子核，然後它又衰變成正負電子對。

「根據標準模型，物理學家應該能看到所觀察到的正負電子對的數量隨著分離正負電子軌道的角度增加而下降，」 Edwin Cartlidge在《自然》上寫道。

但這個團隊並未觀察到這個現象——在大約140度，正負電子對的數量猛增，導致在更高角度時其數量下降之前有一個小反彈。

宇宙全貌：是否還存在一種尚未發現的自然力呢？

根據Krasznahorkay和他的團隊，這種反彈是存在一種新粒子的證據。他們計算出這種新粒子的質量約為17兆電子伏，這並不是什麼預計的「暗光子」，但這可能是完全不同東西的證據。

「我們對我們的實驗結果非常有信心，」 Krasznahorkay告訴《自然》雜誌。他表示，這個反彈是異常的幾率大約為兩千億分之一。（但我們也要記住，沒有其他團隊已經確認這個)

來自美國Feng團隊的分析並沒有涉及到一個重複實驗，而只是通過簡單的計算來驗證，至少在理論上，Krasznahorkay疑似發現的超輕玻色子可能攜帶了一種新的基本力。

像所有優秀的科學家一樣，物理學界非常懷疑到目前為止的所有宣稱，尤其是看到根本不科學的超輕玻色子。

「如果我被允許隨意擴增標準模型，我肯定不會先這麼寫，」 麻省理工學院（MIT）、並未參與研究的Jesse Thaler告訴《自然》雜誌。但他承認，他會關注接下來會發生什麼。「也許我們首次瞥到了可觀測宇宙之外的物理學，」 他補充道。

如果國際科研界堅持其詞，並在來年還有更多的數據用於分析，那我們有望不需要等待太久就能見分曉。

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