什么是物理学的四种基本力量？第五力量已经被发现？

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匈牙利的科学家声称发现了一个新粒子，而且表示该粒子揭示了自然界的第五种力量，所以，今天我们就来聊聊这自然界中的第五种力量。

近年来，一群匈牙利研究人员以大胆的主张成为头条新闻的常客。而最近，他们发现了一个名为X17的新粒子，并表示该粒子就是自然界的第五力量。

值得一提的是，这个新的粒子其实是偶然发现的。在2015年，当他们寻找暗物质的迹象时，该粒子作为检测器中的异常现象弹出。这个奇怪的现象一开始并没有引起太多关注。最后，一群在加州大学欧文分校工作的著名粒子物理学家仔细研究了一下，并提出匈牙利人可能偶然发现了一种新型的粒子——这意味着一种全新的自然力量。

然后，在2019年末，匈牙利人证明了这一点，他们发布新结果表明他们的信号没有消失。即使他们更改了实验参数，现象仍然存在。他们现在已经看到它以相同的方式弹出了数百次。

这使一些物理学家对新力量的前景感到兴奋。一些人认为新的力量一旦得到证实，可以使物理学更接近于统一的宇宙大理论，甚至可以帮助解释暗物质。 而且，即使未知的力量不会产生奇怪的信号，该团队也可能已经揭示了一些以前看不见的新颖物理学。

但是，到目前为止，大多数科学家对该发现仍然持怀疑态度。因此，其他科学家乐于等待更多的数据证实或驳斥这一发现。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的理论物理学家丹妮尔·阿尔维斯（Daniele Alves）说：“从粒子物理学的角度来看，异常会不断发生。” “随着时间的推移，我们学会了不要对一种解释或其他解释过于偏颇。重要的是要深入了解这一点。”

说完了粒子发现的简要过程，下面我们就来深入探讨一下：

四个基本力量

物理教科书上说，自然有四种基本力：重力，电磁力以及强弱核力。

我们对前两种力量非常熟悉。地心引力将我们固定在地球上，并使我们绕着太阳拉动，而电磁力则使灯保持开着。其他两个力量对我们而言并不那么明显，因为它们以最小的规模控制着相互作用。强核力将物质粘合在一起，而弱核力则描述了原子的放射性衰变。

这些力中的每一个都由物理学家称为玻色子的一种亚原子粒子承载。例如，光子是电磁力中的粒子。胶子携带强大的核力量。W和Z玻色子是造成弱核力的原因。尽管科学家尚未证明它的存在，但甚至有一个假设的引力玻色子，称为引力子。

但是，如果您问许多理论物理学家，他们可能会告诉您我们还没有发现自然界的所有力量。但是他们可能就在那里，只是等待被发现。例如，一些人怀疑发现暗物质可能显现出新力量。

为什么匈牙利科学家能肯定自己发现了新粒子

首先，匈牙利小组在实验细节上不致遗漏，他们以薄薄的锂7样品发射了质子，然后放射性地衰变成了铍8。不出所料，这产生了一对正电子和负电子。但是，检测器还拾取了过量的衰减信号，表明存在潜在的新的极弱粒子。如果存在，则粒子的重量约为质子的1/50。由于它的特性，它将成为一个玻色子——载力粒子。

但是纵观人类历史，大家对新事物的发现总是持怀疑态度的。近几十年来，其他团体也曾声称找到了第五种力量，只是使他们的主张在一片质疑声中悄然消失。

在2000年左右，一个小组提出了一种名为quintessence 的新力量，以解释当时暗能量的发现。在1980年代，麻省理工学院的一组物理学家说，他们发现了第五种称为超荷的力，它是一种反重力作用。然而，至今教科书仍在教我们几十年前就拥有的四个基本力量。

事实上，大家认为无法解释的新信号的最可能的解释是匈牙利探测器的设置有些问题。但是，没有人去争辩数据。

这项发现经过同行评审，并发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上 ，该杂志发表了引力波的发现。但是，即使是著名期刊上的想法有时也可以被解释为系统错误，但这就是科学的运作方式。

寻求确认的过程

阿尔维斯说：“人们正在关注这是否真的是核物理效应或它是否是系统的东西。” “重要的是重复这些实验，以便能够测试这是真实的还是它是进行实验的方式的人工产物。”

这正是她的小组希望做的。她建议与一个小组合作，使用Los Alamos已有的设备重复匈牙利实验。自研发出原子弹以来，美国国家实验室一直是核物理领域的领跑者。时至今日，它仍在帮助千上万的顶级物理学家解决从维护和研究美国核武库到开创性的量子计算机和观测脉冲星等一系列问题。

事实上，它们还具有与匈牙利团队使用的探测器几乎相同的探测器。阿尔维斯相信Los Alamos具有的设施和专业知识相组合，将可以重复进行该实验。

近年来，其他几个小组也建议他们寻找这种力量。但是目前，阿尔维斯认为他们是美国确认或反驳这一发现的主要组织。如果他们无法获得批准，则可能要数年之后，大学或其他团体才能获得资金和专业知识，以与匈牙利人使用的相同参数重复该实验。

与所有新的发现一样，这种潜在的新事物在被人们接受之前需要提供大量的证据。因此，我们可能需要等待一段时间，才能知道X17粒子及其潜在的第五力是否将彻底改变物理学，或者被揭穿并丢弃在探索之路的垃圾箱里。

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