宇宙中的第五種自然力量是什麼 宇宙中的第五種自然力量有什麼作用
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科學家稱,如果我們尋找到宇宙中的第五種自然力量,將徹底改變我們對宇宙的認知。
科學家即將發起雄心勃勃的尋找宇宙自然的“黑暗力量”,如果發現的話,將打開通向隱藏在我們視野之外的宇宙領域的大門。
科學家稱,現在要做的就是尋找這種力量的證據,這種力量構成了我們周圍世界的普通物質與構成宇宙大部分區域的無形“暗區”之間的橋樑。
羅馬Sapienza大學研究員Mauro Raggi說:“雖然尋找這種力量成功的機會很小,但如果發現這樣的力量,它將成爲物理學史上最具戲劇性的發現之一。目前我們所觀察到的宇宙存在的東西只是宇宙中4%的物質,而其餘的部分是一個神祕的東西,是由暗物質,潛伏者星系周圍的奇怪物質,以及我們要尋找的令人困惑的黑暗能量組成,暗物質和黑暗能量使宇宙不斷加速的膨脹。目前宇宙中還有90%的部分我們還不知道是什麼力量構成的。如果我們能發現這種力量,那它將改變我們現在世界上的所有規範,它將開闢一個新的世界,幫助我們理解構成黑暗部門的粒子和力量。”
迄今爲止,世界物理學家只知道四種基本的自然力量。
它們分別是電磁力、引力、弱相互作用力、強相互作用力。但可能還有其他力量被忽視。這些力量將塑造迄今爲止構成暗物質的未知粒子的行爲,並且可能對我們已知的四種力量施加最微妙的影響。
本月,拉吉和他的同事將在羅馬附近的國家核物理研究所開啓一種儀器,旨在追捕可能的第五種自然力量。被稱爲Padme,正電子湮沒到暗物質實驗中,機器將記錄當十分之一毫米厚的鑽石晶片被稱爲正電子的反物質粒子流噴射時會發生什麼。
當正電子撞擊鑽石晶圓時,它們立即與電子合併,並在微弱的能量爆發中消失。通常,釋放的能量是兩個被稱爲光子的光粒子。但如果在自然界中存在第五種力量,就會發生不同的事情,與正常的產生兩個可見光子不同,碰撞有時只釋放一個,就是所謂的“暗光子”。這個奇怪的,假想的粒子是暗物質中的粒子,它相當於我們已知的光的粒子。它帶有相當於黑暗的電磁力。
光子
與普通的光粒子不同,Padme中產生的任何暗光子對於儀器的探測器都是不可見的。但是,通過比較射出的正電子的能量和方向,無論出現什麼,科學家們都可以判斷是否已經創造了一個看不見的粒子並計算出它的質量。雖然普通光子是無質量的,但是暗光子不是,而且Padme會搜索比電子重50倍的光子。
如果黑暗的光子存在,它將對構成我們所看到的宇宙的東西,對其產生不可察覺的影響。但是要知道它的質量以及它可以分解成的粒子種類,我們將首次看見構成宇宙大部分區域的東西,那超出我們現有的視野。
Padme實驗將至少持續到今年年底,但是暫定計劃在2021年將該儀器轉移到康奈爾大學。在那裏,它將連接到比意大利更強大的粒子加速器,以擴大其對黑暗光子的搜索範圍。
世界各地的其他實驗室也在尋找暗光子。格拉斯哥大學研究員Bryan McKinnon參與了弗吉尼亞州托馬斯傑斐遜國家加速器設施的粒子搜索工作。“黑暗的光子,如果它存在,實際上是宇宙一個門,”他說。“它讓我們可以看到宇宙黑暗的部分,看看那裏發生了什麼。”
物理學家目前還不知道宇宙的暗區可能有多複雜。暗物質可能沒有新的力量可以發現。暗物質本身可以僅通過重力形成,並且僅由一種類型的顆粒組成。但它也可能是一個更加豐富的領域,在那裏可以找到新的無形粒子和力量。
根據麥金農的說法,現代理論爲像暗光子這樣的奇異粒子留出空間這一事實意味着物理學家們不得不尋找它們。“如果找到一些宇宙黑暗部分的證據,那絕對是物理學上的一件大事,”他說。
小編認爲,宇宙中我們能夠觀察到物質都是由各種各樣的粒子構成的,而且我們能夠看到的還只是宇宙中的小部分區域。那麼像暗物質這種宇宙中絕大部分區域都存在的物質,不會沒有粒子力量來支撐它,第五種宇宙自然界的力量肯定是存在的,它就像一層窗戶紙,現在我們缺少的就是捅破它的方式。而且小編認爲這種粒子可能跟黑洞後邊的世界有關係,如果能找到這種力量,或許就能知道黑洞後邊的世界是什麼樣的了。
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