หลักฐานเพิ่มเติมสำหรับ ‘แรงที่ห้า’ ที่พบในการวัดการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี

ความผิดปกติในการสลายกัมมันตภาพรังสีของเบริลเลียม -8 และฮีเลียม -4 ชี้ให้เห็นถึงการมีอยู่ของพลังแห่งธรรมชาติใหม่ นั่นคือบทสรุปของกลุ่มนักทฤษฎีในสหรัฐอเมริกา ซึ่งได้กลั่นกรองข้อมูลจากการทดลองที่ดำเนินการโดยนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ในฮังการีในช่วงห้าปีที่ผ่านมา ผลลัพธ์จากไอโซโทปสองชนิดที่ต่างกันเห็นด้วยกับทั้งมวลและความแรงอันตรกิริยาของโบซอนตามสมมุติฐานที่จะแบกรับแรงที่ห้าที่แสวงหามายาวนาน ทีมวิจัยพบว่า

แบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคบอกเราว่า

อนุภาคสสารมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันผ่านแรงสี่อย่าง: แม่เหล็กไฟฟ้า; แข็งแกร่ง; อ่อนแอ; และแรงโน้มถ่วง แต่นักทฤษฎีได้ตั้งสมมติฐานมาช้านานถึงการมีอยู่ของพลังอื่นๆ รวมถึง “โฟตอนมืด” ที่อาจไกล่เกลี่ยปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคของสสารมืดและสสารธรรมดา

มันเป็นเพียงอนุภาคที่Attila Krasznahorkayจากสถาบันวิจัยนิวเคลียร์ (ATOMKI) ในฮังการีและเพื่อนร่วมงานกำลังตามล่าเมื่อทำการทดลองกับเบริลเลียม ตามที่พวกเขารายงานในกระดาษที่สังเกตเห็นได้เล็กน้อยในปี 2558 พวกเขายิงโปรตอนไปที่เป้าหมายที่ทำจากลิเธียม-7 เพื่อสร้างนิวเคลียสของเบริลเลียม-8 จากนั้นพวกเขาก็วัดมุมระหว่างวิถีโคจรของอิเล็กตรอนแต่ละตัวและโพซิตรอนที่ปล่อยออกมาในการสลายตัวของไอโซโทปเบริลเลียมที่ไม่เสถียรในเวลาต่อมา

อนุภาคลึกลับหากแบบจำลองมาตรฐานอธิบายการสลายตัวดังกล่าวอย่างถูกต้อง จำนวนคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนที่ปล่อยออกมาควรค่อยๆ ลดลงเมื่อมุมระหว่างอนุภาคทั้งสองเพิ่มขึ้น แต่ Krasznahorkay และเพื่อนร่วมงานกลับพบว่าการเพิ่มขึ้นหรือลดลงในการกระจายที่มุมประมาณ 140° พวกเขาตีความสิ่งนี้ว่าเนื่องจากเบริลเลียม -8 สลายตัวเป็นอนุภาคที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในส่วนเล็กๆ ของการสลายตัวของมัน (ก่อนที่อนุภาคนั้นจะสลายตัวเป็นอิเล็กตรอนและโพซิตรอน) โดยคำนวณมวลของอนุภาคใหม่ให้อยู่ที่ประมาณ 17 MeV/c 2 .

เพียงหนึ่งปีต่อมาเมื่อJonathan Fengและเพื่อนร่วมงาน

จาก University of California, Irvine ตีพิมพ์บทวิเคราะห์เชิงทฤษฎีของผลงานของทีม Krasznahorkay ที่คนอื่นๆ สังเกตเห็น กลุ่มของ Feng สรุปว่าอนุภาคที่เป็นปัญหา หากมีอยู่ ไม่ใช่โฟตอนมืด แต่สิ่งที่พวกเขาเรียกว่าเกจโบซอน “โปรโตโฟบิก” ซึ่งเป็นแรงที่พาอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนและนิวตรอนได้ง่ายกว่าที่ทำกับโปรตอน

สำหรับนักทฤษฎีคนอื่นๆ ที่สำคัญกว่านั้น ไม่มีกลุ่มทดลองอื่นใดที่ทำซ้ำผลลัพธ์ที่ผิดปกติได้ อันที่จริง การทดลอง NA64 ที่ห้องปฏิบัติการ CERN ในประเทศสวิสเซอร์แลนด์ได้จำกัดช่วงของจุดแข็งในอันตรกิริยาที่เป็นไปได้ของอนุภาคดังกล่าวให้แคบลง โดยมองหาหลักฐานของการมีเพศสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนและไม่พบอะไรเลย

ชนที่คล้ายกันโดยไม่มีใครขัดขวาง Krasznahorkay และเพื่อนร่วมงานได้กดดัน พวกเขาสร้างเครื่องตรวจจับขึ้นใหม่ระหว่างปี 2017 ถึง 2018 และพบว่าการกระแทกที่ 140° ยังคงอยู่ ที่โดดเด่นกว่านั้นคือ พวกเขาพบการกระแทกที่คล้ายกันที่ 115° ในการสลายตัวของฮีเลียม-4 อย่างน่าทึ่ง พวกเขาคำนวณว่าอนุภาคที่รับผิดชอบต่อความผิดปกตินี้จะมีมวลประมาณ 17 MeV/c 2ด้วย

ผลลัพธ์ดังกล่าวได้รับการรายงานในฤดูใบไม้ร่วงปี 2019 

ผ่านการพิมพ์ล่วงหน้าบนarXivและกระตุ้นให้พาดหัวข่าวที่น่าตื่นเต้นโดยประกาศว่ารางวัลโนเบลอาจอยู่ในระหว่างดำเนินการ อย่างไรก็ตาม Feng ตระหนักดีว่าสามารถทำได้มากกว่านี้เพื่อพิสูจน์ว่าข้อมูลล่าสุดสามารถซ้อนกันอย่างสม่ำเสมอกับข้อมูลเก่าหรือไม่ ในการพิมพ์ล่วงหน้าฉบับใหม่รวมถึงในarXivเขาและเพื่อนร่วมงานนักทฤษฎีสองคนที่ Irvine, Chris VerhaarenและTim Taitไม่เพียงแต่ตรวจสอบว่าผลลัพธ์ทั้งสองตกลงกันในมวลของสมมุติฐานใหม่ boson หรือไม่ แต่ยังคำนวณว่าความแรงปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคจะเป็นอย่างไร อยู่ในแต่ละกรณี

Feng, Tait และ Verhaaren ชี้ให้เห็นว่าเบริลเลียม -8 และฮีเลียม-4 สลายตัวในอัตราที่ใกล้เคียงกันภายในการทดลองสองครั้ง แต่พวกเขาบอกว่านั่นไม่ได้หมายความถึงความแข็งแกร่งของปฏิสัมพันธ์ที่คล้ายคลึงกันระหว่างโบซอนใหม่และควาร์กในแต่ละนิวเคลียส โดยสังเกตว่าสถานะที่ตื่นเต้นในแต่ละกรณีมีจำนวนควอนตัมต่างกันและพลังงานกระตุ้นต่างกัน พวกเขาเสริมว่าการวัดเบริลเลียม -8 ทำได้โดยใช้การสั่นพ้องในขณะที่การวัดฮีเลียม -4 ดำเนินการระหว่างสองเรโซแนนซ์

ข้อตกลงที่โดดเด่นหลังจากแยกปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้แล้ว ทั้งสามคนสรุปว่าอนุภาคใหม่มีปฏิสัมพันธ์กับความแรงเท่ากันจริง ๆ ในทั้งสองกรณี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาพบว่าอัตราการสลายตัวของฮีเลียม-4 ที่คำนวณโดยใช้คุณสมบัติของโปรโตโฟบิกโบซอนจากการวิเคราะห์ข้อมูลเบริลเลียม-8 นั้นเห็นด้วยกับอัตราจากข้อมูลฮีเลียม ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขากล่าวว่าข้อตกลงที่ใกล้ชิดดังกล่าวไม่สามารถเกิดขึ้นได้กับเครื่องส่งกำลังตามสมมุติฐานประเภทอื่น “สำหรับอนุภาคใหม่อื่น ๆ ที่เสนอให้อธิบายข้อมูลเบริลเลียม อัตราฮีเลียมที่คาดการณ์ไว้สามารถกำหนดขนาดได้” Feng กล่าว “ดังนั้น ความสอดคล้องนี้ ตรงไปตรงมา น่าทึ่ง”

เพื่อแก้ไขปัญหาในทันทีและสำหรับทั้งหมด Feng และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าผู้ทดลองคนอื่น ๆ จะต้องพยายามทำซ้ำผลลัพธ์ แต่พวกเขายังเสนอการวัดใหม่หลายอย่างที่สามารถให้การยืนยันเพิ่มเติมได้ จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนการตั้งค่าการทดลองที่มีอยู่อย่างง่าย ๆ เท่านั้น ซึ่งรวมถึงการรวบรวมข้อมูลเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการเบื้องหลังให้ดียิ่งขึ้น ตลอดจนการวัดการสลายตัวของคาร์บอน -12 ซึ่งมีอัตราที่คาดการณ์ได้อย่างแม่นยำ “หากการคาดการณ์ได้รับการยืนยัน การวัดเหล่านี้จะให้หลักฐานอย่างท่วมท้นว่ามีการค้นพบกำลังที่ห้า” พวกเขาเขียน MICROSCOPE เน้นย้ำข้อจำกัดที่เข้มงวดยิ่งขึ้นในกำลังที่ห้า

นักทฤษฎีอื่น ๆ ยินดีรับการวิเคราะห์ใหม่ Rouven Essigจากมหาวิทยาลัย Stony Brook เห็นพ้องต้องกันว่าการสร้างความสอดคล้องของความแข็งแกร่งในการโต้ตอบเป็นสิ่งสำคัญ ในขณะที่Jesse Thalerจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ยังสนับสนุนให้ผู้ทดลองคนอื่นๆ เข้าร่วมการต่อสู้ด้วย อันที่จริงเขาเชื่อว่ามันมีความสำคัญ “การยืนยันจากการทดลองอิสระเท่านั้นที่จะทำให้ฉันมีความมั่นใจอย่างมากในผลลัพธ์ของ ATOMKI” เขากล่าว

Credit : galleryworld.net garybaughman.net genericcanadatadalafil.net globalfreeenergy.info grantstreetgallery.net