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證據(jù)顯示:宇宙中存在顛覆物理定律的新能量

證據(jù)顯示:宇宙中存在顛覆物理定律的新能量
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盡管我們感受不到，實(shí)際上我們每天都生活在物質(zhì)與能量的相互作用當(dāng)中，物理學(xué)家們將它們簡(jiǎn)單歸納為重力、電磁力、強(qiáng)力和弱力四種基本作用力。不過，近日有物理學(xué)家表示，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了宇宙中有可能存在人類尚未發(fā)現(xiàn)的第五種作用力(能量)形式，這一發(fā)現(xiàn)可能顛覆科學(xué)界現(xiàn)有的“標(biāo)準(zhǔn)模型(Standard Model)”這一物理定律。
事實(shí)上，四個(gè)基本作用力決定著自然界中所有物體和粒子的相互作用。比如說，重力會(huì)使物體掉落到地面上，而重物的表現(xiàn)形式就如同它們被粘在地板上一樣。
來自鼎鼎大名的美國(guó)伊利諾斯州巴達(dá)維亞(Batavia)費(fèi)米國(guó)立加速器實(shí)驗(yàn)室(Fermilab)證實(shí)了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也即是說可能有“第五種能量”存在于宇宙中。
4月7日，費(fèi)米國(guó)立加速器實(shí)驗(yàn)室在網(wǎng)絡(luò)廣播中報(bào)告了最新的測(cè)量結(jié)果，并將其發(fā)布在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。
有來自7個(gè)國(guó)家、35個(gè)機(jī)構(gòu)的二百多名物理學(xué)家共同參與了這項(xiàng)研究。該實(shí)驗(yàn)室物理學(xué)家克里斯玻利(Chris Polly)形容此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的意義相當(dāng)于量子物理界的“火星登陸時(shí)刻!(This is our Mars rover landing moment)”。
肯塔基大學(xué)列克星敦分校(University of Kentucky in Lexington)的物理學(xué)家蘇珊加德納(Susan Gardner)說，這一結(jié)果讓那些希望發(fā)現(xiàn)其它粒子的人“受到極大鼓舞”。
物理學(xué)家表示，某些物質(zhì)和能量形式對(duì)宇宙的性質(zhì)和演化至關(guān)重要，這是目前科學(xué)尚未認(rèn)知的。他們說，這項(xiàng)新的發(fā)現(xiàn)最終可能會(huì)導(dǎo)致比2012年希格斯玻色子(Higgs boson)的發(fā)現(xiàn)更具戲劇性的突破，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子使其它粒子充滿質(zhì)量。
如果該實(shí)驗(yàn)結(jié)果成立，它們最終將迫使理論物理學(xué)發(fā)生重大變化，并揭示出全新的基本粒子的存在。
該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的英國(guó)負(fù)責(zé)人馬克蘭卡斯特教授(Prof Mark Lancaster)告訴英國(guó)廣播公司，他們“發(fā)現(xiàn)繆子之間的相互作用與‘標(biāo)準(zhǔn)模型(Standard Model )*’不符”，“標(biāo)準(zhǔn)模型”為被當(dāng)前廣泛接受的理論并用以解釋宇宙的構(gòu)造塊是如何表現(xiàn)的。
繆子(Muon g-2)是費(fèi)米國(guó)立加速器實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)粒子物理實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們將繆子這種亞原子粒子高速射入接近絕對(duì)零度的強(qiáng)磁場(chǎng)中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)繆子的表現(xiàn)沒有完全遵循精確的理論預(yù)測(cè)。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)繆子的擺動(dòng)速度比預(yù)期的要快，這可能是由一種未知的自然力(能量)引起的。
除了影響粒子的擺動(dòng)速度外，無人知道這種潛在的新的能量是什么。
英國(guó)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)(Science and Technology Facilities Council, STFC)表示，該結(jié)果“為存在未發(fā)現(xiàn)的亞原子(或稱次原子，是指比原子還小的粒子)粒子(sub-atomic particle)或新生能量提供了有力證據(jù)”。
“很顯然，這非常令人興奮，因?yàn)樗鼭撛诘刂赋隽巳祟愃粗男碌奈锢矶伞⑿碌牧Ｗ踊蚍Q作新的能量。”蘭卡斯特教授表示。
劍橋大學(xué)的本阿拉納赫(Ben Allanach)教授沒有參與最新的工作，但他表示，直覺告訴他這一結(jié)論“將是真實(shí)的”。
阿拉納赫教授的整個(gè)職業(yè)生涯就是在尋找超出人類所知范圍的力量和粒子，他已經(jīng)興奮地在他的理論模型中給予了可能的“第五種能量”以各種稱呼，其中包括“調(diào)味力(flavour force)”、“第三家族的超壓力”和以數(shù)學(xué)題命名的“B減去L2”。
【證據(jù)顯示:宇宙中存在顛覆物理定律的新能量】“第五種基本能量”可能有助于解釋近幾十年來科學(xué)家們對(duì)宇宙中的一些重大現(xiàn)象的困惑。
例如，他們觀察到宇宙膨脹正在加速的原因是一種被稱為暗能量的神秘物質(zhì)，一些研究人員此前也曾暗示，這可能是“第五種能量”在宇宙中存在的證據(jù)。
*編者按:標(biāo)準(zhǔn)模型(Standard Model)是描述強(qiáng)相互作用、弱相互作用及電磁相互作用這三種基本相互作用及組成所有物質(zhì)基本粒子的理論，屬于量子場(chǎng)論的范疇，并與量子力學(xué)及狹義相對(duì)論相容。到目前為止，引力、暗物質(zhì)和許多其它現(xiàn)象都被忽略在標(biāo)準(zhǔn)模型外，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還很難利用標(biāo)準(zhǔn)模型來解釋。

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