美国恩里科·费米实验室的科学家宣称,他们发现了宇宙第五种力。 如果这一发现能得到完全证实,那毫无疑问科学家将会获得诺贝尔奖,因为这个发现会给现代物理学带来一场真正的革命。
我们知道,现代物理学中存在四种基本作用力:引力、电磁力、强核力和弱核力,这些力决定了我们世界中所有物体的相互作用。引力和电磁力存在于宏观领域,我们可以体会到,而强核力和弱核力则存在于微观领域,只有通过仪器才能检测到。科学家们知道,这四种力具有相同的性质,应该可以建立所有力相互作用的统一理论,一旦统一这些基本力的理论成立,将对物理学产生重大的推动作用,但到目前为止,科学家们还没有足够的证据来建立这样的理论。
离芝加哥不远的恩里科·费米实验室里,科学家们进行了“介子g-2实验”,这是一个复杂的现代物理学试验,通俗来讲,就是弄清介子在自然界中的作用。介子是一种带负电荷的粒子,科学家们发现,介子在穿过磁场时不像电子那样磁矩稳定,而是出现很大的偏差。介子的质量比电子大207倍,比质子则小9倍。为什么现代物理学家对介子如此感兴趣?因为介子不能稳定存在,它会破坏了现代物理理论。
70年代科学家发现了一种参与强相互作用的基本粒子“夸克”,之后便确定了粒子物理学的标准模型,“标准模型”解释了所有基本力的相互作用,确定了组成所有物质的基本粒子。但“标准模型”却无法解释占据宇宙物质95%的暗物质和暗能量。
介子g-2实验致力于寻找介子穿过磁场时其磁矩发生的异常而出现的偏差,在科学期刊《物理评论快报》上,介子g-2实验的科学家们宣称,他们可能发现了一种新的力、第五种基本力。其实验的过程是:在圆形对撞机中介子被加速成一个环,在强磁场中介子相互作用产生磁矩,科学家们记录下了介子的磁矩数值,并比较用“标准模型”计算出来的结果,发现两者的磁矩数值有很大的偏差,所以科学家们认为,可能是未知的第五种力在起作用。为什么它是“可能”而不是100%确定?因为,科学家们记录的数据,其中有四万分之一出现了差错,而根据现代物理学的标准,统计误差只有在350万分之一的范围内才能予以确认。
英国广播公司引用了科研小组成员马克·兰卡斯特教授的话:“我们发现介子相互作用与《标准模型》描述的不一样,这就可能会让我们发现新的物理定律、新的粒子和新的基本力。”确实,科学家们只需要多次重复实验,减少统计错误的概率,第五力的发现将迟早会被正式承认。
那么,如果真的发现了第五种力,它会给人类我们带来什么呢?
- 发现第五力的新粒子;
- 揭示宇宙的起源及运行原理;
- 解释物理学中目前无法解答的现象;
- 建立所有基本力相互作用的统一理论。
看来,20世纪下半叶科学家们所遇到的一系列技术障碍,不久将会有重大突破。
吴宏明编译自俄ucrazy
页面更新:2024-05-03
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