X17 的因素是什么


物理学的新粒子可能会解开暗物质之谜。


核物理实验中的异常可能显示出新力量的迹象。

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来自悉尼大学的 Celine Boehm 和来自澳大利亚国立大学的 Tibor Kibedi

匈牙利的一组科学家最近发表了一篇论文这暗示了一个以前未知的亚原子粒子的存在。团队第一已报告在 2016年发现了粒子的痕迹,现在他们在一个不同的实验中报告了更多的痕迹。

如果结果得到证实,所谓的 X17 粒子可能有助于解释暗物质,科学家认为暗物质占宇宙质量的 80% 以上。它可能是 “第五力” 的载体,超出了标准物理模型 (重力、电磁学、弱核力和强核力) 中的四个力量。

击原子

大多数寻找新粒子的研究人员使用巨大的加速器将亚原子粒子高速粉碎在一起,并观察爆炸的结果。这些加速器中最大的是欧洲的大型强子对撞机,希格斯玻色子 -- 科学家们已经搜寻了几十年 -- 于 2012年在那里被发现。

Attila J. krasznahorkay 和他在 ATOMKI (匈牙利德布勒森核研究所) 的同事采取了不同的方法,进行了较小的实验,在不同原子核发射被称为质子的亚原子粒子。

2016,他们观察了铍-8 原子核从高能态到低能态时产生的电子和正电子对 (电子的反物质版本)。

当电子和正电子之间有一个大角度时,他们发现了一个偏离他们期望看到的东西。如果原子核发射了一个未知粒子,然后 “分裂” 成电子和正电子,这种异常现象可以得到最好的解释。

这个粒子必须是玻色子,这是一种携带力的粒子,它的质量大约是 1700万电子伏。这大约和 34 个电子一样重,对于这样的粒子来说是相当轻的。(例如,希格斯玻色子重 10,000 倍以上。)

因为它的质量,Krasznahorkay 和他的团队称之为假设粒子 x17。现在他们在氦-4 原子核中观察到一些奇怪的行为,这也可以用 x17 的存在来解释。

这个最新的betway必威登录平台异常在统计上是显著的 -- 7 西格玛置信水平,这意味着这个结果偶然发生的可能性很小。对于一项新发现来说,这远远超出了通常的五西格玛标准,所以结果似乎表明这里有一些新的物理学。

这项新研究由阿提拉 · 克拉兹纳霍凯 (右) 领导。 Attila Krasznahorkay

检查和双重检查

然而, 新的声明和 2016年的声明遭到了物理界的怀疑 -- 当两个团队在 2012年同时宣布希格斯玻色子的发现时,这种怀疑并不存在。

那么,为什么物理学家很难相信这样一种新的轻质玻色子会存在呢?

首先,这类实验是困难的,数据分析也是困难的。信号可以出现也可以消失。例如,早在 2004年,德布勒森的小组发现证据他们解释说可能存在更轻的玻色子,但是当他们重复这个实验时,信号就消失了。

其次,我们需要确保 X17 的存在与其他实验的结果是一致的。在这种情况下,铍的 2016 结果和氦的新结果都可以用 X17 的存在来解释,但是来自独立组的独立检查仍然是必要的。

Krasznahorkay 和他的团队在 2012年首次报道了一个新玻色子的微弱证据 (在三个西格玛水平)一个车间在意大利。

从那以后,该团队使用升级后的设备重复了实验,并成功再现了铍-8 的结果,这令人放心,氦-4 的新结果也是如此。这些新的结果在HIAS 2019堪培拉澳大利亚国立大学研讨会。

这和暗物质有什么关系?

科学家认为宇宙中的大多数物质对我们来说是看不见的。所谓的暗物质只会非常微弱地与正常物质相互作用。我们可以从它对遥远恒星和星系的引力效应推断它的存在,但它从未在实验室被发现。

那么 X17 是从哪里来的呢?

2003,我们中的一个 (Boehm) 表明像 X17 这样的粒子可能存在,在与皮埃尔 · 费耶合著的作品单独。它将在暗物质粒子之间携带力量,就像光子或光粒子对普通物质一样。

在我提出的一个场景中,轻量级暗物质粒子有时会产生成对的电子和正电子,其方式类似于 Krasznahorkay 的团队所看到的。

这种情况导致了低能实验中的许多搜索,排除了许多可能性。然而,X17 还没有被排除 -- 在这种情况下,德布勒森集团可能确实发现了暗物质粒子是如何与我们的世界通信的。

需要更多证据

虽然德布勒森的结果非常有趣,但在独立确认之前,物理界不会相信新粒子确实已经被发现。

因此,我们可以期待世界各地寻找新的轻质玻色子的许多实验开始寻找 X17 及其与电子和正电子对相互作用的证据。

如果确认到来,下一个发现可能是暗物质粒子本身。 对话

Celine Boehm,物理学校的校长,悉尼大学蒂博尔 · 基贝迪,核物理高级研究员,澳大利亚国立大学

这篇文章是从对话根据知识共享许可证。阅读原创文章

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  13. https://theconversation.com/the-x17-factor-a-particle-new-to-physics-might-solve-the-dark-matter-mystery-127987
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