科學(xué)家即將發(fā)起尋找第五種基本力的實驗,希望證明暗物質(zhì)與暗能量的存在。雖然成功機(jī)率很小,不過一旦發(fā)現(xiàn),將打開隱藏在我們視野外的異次元之門。
除了物質(zhì),物理學(xué)上還有四種已知的基本力:電磁力、重力、強核力(強交互作用)及弱核力(弱交互作用),電磁力不用多說,從日常生活到我們身體內(nèi)部機(jī)能,都依賴這種力的驅(qū)動;重力讓你站穩(wěn)于地面;強核力是四種基本作用力中最強的,能抵抗質(zhì)子之間強大的電磁力,將原子固定在一起,維持住原子核的穩(wěn)定;弱核力則在輻射中起作用。
而這四種力還無法幫助我們解釋未知的暗物質(zhì)及暗能量,因此,科學(xué)家相信宇宙中還有第五種基本力,負(fù)責(zé)控制暗物質(zhì)與暗能量,將之與普通物質(zhì)聯(lián)系起來,并可以解決目前四種力中尚有疑點的論述。
于本月在意大利國家核物理研究所弗拉斯卡蒂國家實驗室展開的 PADME 實驗,將觀察正電子射進(jìn)僅十分之一公厘厚的鉆石碎片時,會發(fā)生什么事。
當(dāng)正電子撞擊鉆石時會立即帶負(fù)電的電子合并,在能量爆發(fā)中釋出2個光子。假如第五種基本力存在,那么實驗只會看到1個光子,另 1 個假想的「暗光子」無法被儀器看見,但科學(xué)家能透過比較正電子的能量和射入方向,判斷出是否出現(xiàn)了一個看不見的粒子。
之后能計算暗光子的質(zhì)量,科學(xué)家預(yù)測應(yīng)該約為電子 50 倍(普通光子的靜止質(zhì)量為 0);接下來,科學(xué)家就可弄清楚暗光子會分解成哪些粒子(如果真的存在)。
PADME 實驗預(yù)計持續(xù)到今年年底,2021 年該儀器會轉(zhuǎn)移到美國康乃爾大學(xué),連接更強大的粒子加速器,擴(kuò)大對暗光子的搜索能力。
(原標(biāo)題:科學(xué)家準(zhǔn)備進(jìn)行 PADME 實驗,欲找出宇宙第五種基本力)
(責(zé)任編輯:姚立偉_NT6056)