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物理学家说 ， 有证据表明存在第五种自然力

物理学家们透露，由于亚原子粒子的意外进动，令人兴奋的理论认为第五种自然力量可能存在，这一理论得到了进一步的支持。

根据目前的理解，自然界存在四种基本力量，其中三种(电磁力、强核力和弱核力)可以通过粒子物理学的标准模型来解释。然而，该模型无法解释另外一种已知的基本力量——引力，以及神秘而奇特的暗物质，据信占据了宇宙的约27%。

现在，研究人员表示可能存在第五种自然基本力量。

伦敦帝国理工学院的Mitesh Patel博士表示：“我们谈论第五种力量，是因为我们不能用我们已知的四种力量来解释(这些实验中的)行为。”

这些数据来自美国费米实验室的粒子加速器设施，该实验室研究了亚原子粒子——类似于电子但质量约重200倍的μ子——在磁场中的运动方式。

Patel表示，μ子的行为有点像孩子的陀螺，在磁场的轴线周围旋转。然而，随着μ子的运动，它们会进动。这种进动的频率可以通过标准模型进行预测。

但费米实验室的实验结果似乎与这些预测不符。

伦敦大学学院的Jon Butterworth教授在欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上从事Atlas实验的工作，他说：“进动是由μ子与磁场相互作用的方式引起的。在标准模型中，可以非常精确地计算出这些进动，但这个计算涉及到圈图计算，已知的粒子出现在这些环中。如果测量结果与预测不一致，这可能是一种未知粒子出现在环中的迹象，这种粒子可能是第五种力量的载体。”

这些发现是基于费米实验室之前的研究成果，该实验室也显示出类似的结果。

但Patel表示存在一个“瑕疵”，即在第一次结果和新数据之间，对频率的理论预测的不确定性增加了。他说，这可能会改变情况。“也许他们所看到的是标准科学思维，即所谓的标准模型。”

还有其他问题。Butterworth表示：“如果差异得到确认，我们将确信存在一些新的令人兴奋的事物，但我们不确定具体是什么。

理想情况下，这种差异将为新的理论思想提供线索，从而导致新的预测——例如，我们如何找到携带新力量的粒子，如果这正是它的话。最终的确认将是建立一个实验来直接发现那个粒子。”

费米实验室的实验并不是唯一一个提出第五种力量可能性的实验：在LHC的工作也产生了令人兴奋的发现，尽管采用了不同类型的实验，观察某些粒子衰变时产生的μ子和电子的速率。

但曾参与LHC实验的Patel表示，这些结果现在不太一致。他说：“它们是不同的实验，测量不同的东西，可能存在联系，也可能不存在。”

Butterworth补充说，μ子进动的意外频率是测量结果与标准模型之间最长期且最重要的差异之一。“这个测量是一项伟大的成就，现在很不可能出现错误。因此，如果理论预测得到解决，这确实可能是第一份证实第五种力量存在——或者是其他奇特且超越标准模型的证据。”

本文译自 The Guardian，由 BALI 编辑发布。

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