第五种基本力

最近有一些关于物理学中所谓的“第五种基本力”的发现的新闻。来自匈牙利Atomki研究所的一组科学家声称，他们已经发现了一种新的基本粒子的证据，他们称之为X17。他们在2015年首次在仪器上发现了这种现象，现在他们声称已经重复了这种现象。如果这是真的，它将彻底颠覆目前的物理模型，因为这些模型没有足够的空间容纳一个全新的粒子。但很多人对此持怀疑态度，因为目前还没有独立的团队重复这一发现。为了获得一个独立的视角，菲尔·桑索姆去拜访了物理学家本·阿拉纳克。

本——科学家们声称发现了一种以前没有发现的新粒子。

菲尔-这似乎是件大事。

本:如果这是真的，那就太了不起了。

他们怎么声称发现了这个?

本:好的，它们在进行核碰撞，你知道，在原子的坚硬密集的中心，它们用质子轰击它们，在激发态产生更重的原子核。这些核激发可以通过释放光粒子而损失能量。如果能量足够高，光粒子就会变成电子-正电子对。所以通过分析角度分离，他们可以知道发生了什么。

他们是怎么检测到这些东西的?因为你不可能戴上一副变焦眼镜然后说，哦，这有一个电子。

本:不，没错。他们有很棒的工具来测量通过它的电子。基本上在碰撞点周围都有探测器。正电子和电子穿过材料，留下电荷，然后你用电子学读出它，你就能知道它去了哪里，等等。如果你的理论是正确的，你应该能够分辨出它们出现特别广角的频率。他们发现了相当大的角度，120度，有太多的角度出来了，他们说，这与新粒子的产生是一致的，新粒子正在衰变成电子和正电子，

这个新粒子的名字是什么?它有什么作用?

本:嗯，他们神秘地叫它X17。“X”是因为他们不知道它是什么，“17”是因为它有1700万电子伏特的能量。它是做什么的?我们不知道。

为什么人们把它和第五种力量联系在一起?这是怎么回事?

实际上，粒子和力是同一枚硬币的两面。当你深入研究量子理论时，你会发现力是由许多量子粒子的交换产生的。最好的例子可能是电磁力。你知道磁铁相互排斥，如果你把北极和北极放在一起，但真正发生的是磁铁交换粒子。粒子，光子，产生了力。那么多，那么多的交流，一秒钟很多次。同样，这个X17是一个粒子，但是大量交换它会产生一个力。

菲尔-那个力会怎么样?

它会给你电子和原子核之间的力。这就是我们所知道的。它也可以做其他事情，但鉴于它只在与原子核，电子和正电子的相互作用中被观察到，这就是我们对它的假设效应的全部了解。

菲尔-你觉得呢?这是真的吗，还是有点言过其实?

本——我持怀疑态度有三个原因。首先，为什么其他实验没有发现这一点?这不是一个特别重的粒子。它应该在其他对撞机实验中被观察到。另一件让我感到有点紧张的事情是，同样的作者，或者至少是他们中的一大部分，在过去20年左右的时间里，又发现了另外三个被认为是新力量的发现，而且它们都是互不相容的。第三，校准数据存在问题。所以我看了他们今天写的科学论文，角度分离的校准质量不如你想要的那么好。所以这不是一个杀手，但它只是让你有点怀疑，也许在校准中有一些东西影响了他们的结果。

菲尔-这听起来就像是一个喊狼来了的男孩。

本:嗯，谁知道呢。我是说，在某种程度上，他们可能是对的。这就是为什么好的科学是用不同的实验装置来检验这些说法，你知道不同数量的人用不同的方法，然后你就能确定了，希望如此。

如果它不是新粒子，那它到底是什么?

本:嗯，可能是实验出了问题。我的意思是，这些实验有时很难解释，你需要非常精确地校准。错误方向上的微小不确定性和错误有时会导致你得出错误的结论。如果他们运气不好，可能就是这样。

如果这是一个新粒子你第一次尝试给它命名，你会叫它什么?

本——天堂。