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物理学家:第五种基本力已露出马脚,符合爱因斯坦生前预测

物理学家:第五种基本力已露出马脚,符合爱因斯坦生前预测
2020年03月31日 23:41 新浪网 作者 十月忆白

  宇宙中还存在着一些没有被发现的物质,而粒子物理标准模型还有待补充。所以说,宇宙中肯定有第五种力的存在,只有这样,才能解释这些问题。并且,第五种力能够使标准模型的运行更加合理。

  宇宙中存在的基本力有重力、电磁力和强弱核力,这四种基本力维持了宇宙的基本运行。但最近,宇宙物理学家发现,或许宇宙中还存在着第五种力,而它正等待着被人类发现。粒子物理标准模型组成:基本力,电子、质子、反物质等量子粒子(包括中微子、夸克以及希格斯玻色子)。事实上,在标准模型中,力并不是一个很准确的表达,因为每种力都是载体玻色子。光子是电磁的玻色子,胶子是强核力的玻色子,而W和Z玻色子属于弱核力。至于重力,严格来说,它并不属于标准模型,但假设量子引力的玻色子为引力子,那我们就可以更好地理解大统一理论(GUT)。

  物理学家:第五种基本力已露出马脚,符合爱因斯坦生前预测

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  目前世界已知的所有粒子,都可以在标准模型中找到相对应的位置。于是,物理学家开始寻找那些不属于模型的粒子,可惜的是目前毫无进展。不过,这也说明了标准模型就是等同于量子物理学的存在。但在标准模型中还存在一些问题,它和重力并不能够结合。事实上,在标准模型中,只要基本力处于较高能量时,电磁和弱电会产生电弱,然后电弱和强电结合产生电子核力,但电子核力和重力却并不能够结合。

  还有一个问题是暗物质,物理学家认为星系外缘存在着人类看不见的暗物质,所以才使得那些恒星有着较高移速。经过长达50年的研究,物理学家目前已经掌握了暗物质的一些基本信息,首先,大部分星系都是由暗物质组成;其次,暗物质的分布和行为;最后,暗物质和其他物质之间有着极弱的相互作用。在目前的标准模型中,物理学家并没有找到可以对应暗物质的粒子。有可能暗物质是由小黑洞组成的,但目前人类无从得知。物理学家猜测,组成暗物质的粒子可能还没有被发现。

  物理学家:第五种基本力已露出马脚,符合爱因斯坦生前预测

  最后,暗能量也是一个很重要的问题。根据数据显示,我们的宇宙正在扩大范围,而在这之后,很有可能会有暗能量的存在。暗物质占据了整个宇宙的三分之二,它有可能是推动宇宙发生膨胀的重要因素。这些问题的出现,都在说明宇宙中还存在着一些没有被发现的物质,而粒子物理标准模型还有待补充。所以说,宇宙中肯定有第五种力的存在,只有这样,才能解释这些问题。并且,第五种力能够使标准模型的运行更加合理。

  物理学家:第五种基本力已露出马脚,符合爱因斯坦生前预测

  因此,为了证明第五种力和标准模型中的粒子的相互作用,研究人员还做了相关实验。该实验在铍8核衰变的基础上研究了氦4核衰变,在这个过程中也出现了异常现象,而早在2016年,研究人员就已经发现铍8核衰变不符合标准模型。对于这个异常的发生,有可能是因为实验错误,但更有可能是因为X17玻色子的存在,它很有可能是第五种力的玻色子虽然X17很可能是第五种力的玻色子,但这个证据根本不足以证明第五种力的存在。接下来,物理学家需要找出更多可以表明第五种力存在的证据,从而完善粒子物理标准模型。

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