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1、四种基本力的标准模型
标准模型,无疑是现代物理学的重要基石。根据这个模型,自然界存在四种基本相互作用——引力、电磁力、弱核力和强核力。去年,来自匈牙利的研究团队在粒子碰撞实验中,发现了一种全新的粒子X17。
而且,这种神秘粒子所携相互作用力,无法用已知的四种基本相互作用力来解释。也就是说,如果结论得到证实,这将是超出现有认识的第五种相互作用力。
这个惊人的结论,是诺奖级别的突破,绝不是意外产生的假数据!
2、自然界总共存在几种力?
因为早在18年前,中国学者齐甲斌在其所着《零守恒终极猜想》
一书中,就已提出“大一统论”,断定自然界总共存在五种基本力,预言了第五种力即“强弱力”的存在。
缺少了第五种力的标准模型,对宇宙万物的描述无疑是不完备的,特别是对8种携正反强弱力的半调和性的暗能量场子的发现,造成了理论上的制约。
3、发现新粒子X17
早在2015年,为了寻找可能的暗物质候选粒子,来自匈牙利的研究团队在实验中用高速质子束撞击3号元素锂原子。在碰撞过程中,一些锂原子核吸收了质子,变成4号元素铍。
铍具有放射性,它很快发生衰变。衰变除了产生一个稳定的铍原子外,还生成了一个神秘的粒子X。这个粒子随后分裂为一个电子和一个正电子。
而在测量这对正负电子间的分离角度时,研究人员发现了一个不同寻常的现象:分离角度在140°的正负电子异常丰富。他们意识到,这可能是一种全新的未知粒子,并将其命名为X17,因为它的静止质量近似为17 MeV,这是一种质量为33倍电子质量的新粒子。
4、X17是光子吗?
这个能裂变成正负电子对的神秘粒子X17,到底是什么?物理学家由一对正负电子相湮产生一对光子,首先想到了光子,但很快,这个选项就被排除了。
因为这个X17粒子的速度很慢,光子的速度很快,所以它不是光子。如果是光子的话,其分裂产生的正负电子的夹角也不可能达到140°。
5、X17是电磁力子吗?
由于正负电子的自旋都等于1/2或-1/2。按照自旋角动量的合成原则,新粒子的自旋或者是0,或者是1或-1。也就是说,X17应该是一种玻色子(量子自旋数为整数的粒子),而玻色子则是可以传递相互作用力的。
那么,X17的自旋究竟是0还是1或-1?通过μ子的反常磁矩等实验,物理学家论证了X17自旋为0的暗光子的可能性很小。也就是说,X17的自旋状态基本确定为1或-1了。
6、X17是第五种力子吗?
既然排除了传递电磁相互作用的暗光子,而在其他三种相互作用力中,传递引力的正反引力子的自旋等于2或-2,首先被排除。传递强相互作用力的胶子自旋为0,与光子的情况相似,其静质量为0,与X17的质量不符合,也被排除。传递弱相互作用的W与Z粒子自旋为1或-1,符合条件。但是,W与Z粒子的质量远远大于17 MeV,同样与X17的条件不符。
这项研究发表之后,物理学家意识到,X17不仅是一种新粒子——如果它的存在得到证实,更预示了超越标准模型的第五种相互作用力的存在。
7、X17的新实验证据
去年,匈牙利研究团队通过一项氦原子核的跃迁实验,再次验证了4年前的发现。这次,他们把锂元素换成了氚。用质子束击中氚靶后,氚吸收一个质子并转变成氦。
随后,氦发生了衰变。在衰变过程中,形成能量为21 MeV的激发态,随后转变成一对正负电子。
他们测量了正负电子对之间的夹角后,在115°处再次看到了电子-正电子对数量的峰值。这种现象,同样可以通过一个静止质量为17 MeV的未知粒子来解释。那么,携这种粒子的场子是属于暗物质还是暗能量呢?
8、携X17的是暗能量场子
大一统论认为,暗能量是由16个非调和性的矛盾场子和16个半调和性的矛盾场子构成的,也就是说,总数32种矛盾场子构成了暗能量。
其中携第五种力即正反强弱力的半调和性的矛盾场子只有8种。
而且由已知的基本粒子电子、质子等组成的普通物质,其份额占比还不到宇宙总能量密度的5%。其中有22%的能量是以暗物质的形式存在的,而宇宙剩余的73%的能量,是以32种暗能量矛盾场子的形式存在的,这与天文学观测数据(5% ,20~26% ,69~75%)是相吻合的。也因此证明我们关于暗能量是由16个非调和性的矛盾场子和16个半调和性的矛盾场子所构成的预言是正确的。
这些结论,都需要时间的检验。无论如何,物理学就是这样缓慢前进的,真正的科学发现往往是孤独的,也可能无人喝彩。也许,就像历史上的一些先例,物理学的突破就在不经意间发生,或在小职员的笔下创立。
参考资料:
1、齐甲斌着:《零守恒终极猜想--辩证逻辑学及统一时空理论》,新疆人民出版社,2002年版。
2、齐甲斌——大一统论(上、中、下)。
3、环球科学——诺奖级的发现:第五种基本相互作用被找到了?
4、Krasznahorkay: |
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