บางครั้งนักฟิสิกส์ได้เข้าใจว่าปรากฏการณ์ที่รู้จักทั้งหมดในจักรวาลนั้นถูกควบคุมโดยพลังพื้นฐานสี่ประการ สิ่งเหล่านี้รวมถึงพลังนิวเคลียร์ที่อ่อนแอพลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วง ในขณะที่พลังสามประการแรกนั้นเป็นส่วนหนึ่งของแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคและสามารถอธิบายผ่านกลศาสตร์ควอนตัมความเข้าใจเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงของเราขึ้นอยู่กับทฤษฎีสัมพัทธภาพของ Einstein
การทำความเข้าใจว่ากองกำลังทั้งสี่นี้เข้าด้วยกันเป็นเป้าหมายของฟิสิกส์เชิงทฤษฎีมานานหลายสิบปีแล้วซึ่งนำไปสู่การพัฒนาทฤษฎีหลายอย่างที่พยายามที่จะกระทบยอดพวกมัน (เช่นทฤษฎีสตริง Super ทฤษฎีควอนตัมแรงโน้มถ่วงแกรนด์สหพันธ์ทฤษฎี ฯลฯ ) อย่างไรก็ตามความพยายามของพวกเขาอาจมีความซับซ้อน (หรือช่วย) ขอบคุณการวิจัยใหม่ที่แสดงให้เห็นว่าอาจมีกำลังที่ห้าในที่ทำงาน
ในกระดาษที่เพิ่งตีพิมพ์ในวารสาร จดหมายทบทวนทางกายภาพทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเออร์ไวน์อธิบายว่าการทดลองทางฟิสิกส์ของอนุภาคเมื่อไม่นานมานี้อาจให้หลักฐานว่าเป็นโบซอนชนิดใหม่ เห็นได้ชัดว่าโบซอนนี้ไม่ได้ทำตัวเหมือนโบซอนอื่น ๆ และอาจเป็นสัญญาณบ่งชี้ว่ายังมีพลังแห่งธรรมชาติอีกอย่างหนึ่งที่ควบคุมการปฏิสัมพันธ์ขั้นพื้นฐาน
โจนาธานเฟิงศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่ UCI และหนึ่งในผู้เขียนหลักในบทความกล่าวว่า:
“ ถ้าเป็นจริงมันเป็นการปฏิวัติ เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่เรารู้จักกองกำลังพื้นฐานสี่แห่ง ได้แก่ แรงโน้มถ่วงแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและพลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและอ่อนแอ หากได้รับการยืนยันจากการทดลองเพิ่มเติมการค้นพบแรงที่ห้าที่เป็นไปได้นี้จะเปลี่ยนความเข้าใจของเราในจักรวาลอย่างสมบูรณ์พร้อมกับผลที่ตามมาสำหรับการรวมพลังและสสารมืด”
ความพยายามที่นำไปสู่การค้นพบที่มีศักยภาพนี้เริ่มขึ้นในปี 2558 เมื่อทีม UCI เข้ามาศึกษาจากกลุ่มนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ทดลองจากสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฮังการีสถาบันวิจัยนิวเคลียร์ ในเวลานั้นนักฟิสิกส์เหล่านี้กำลังมองหาความผิดปกติของกัมมันตภาพรังสีซึ่งบ่งบอกถึงการมีอยู่ของอนุภาคแสงที่หนักกว่าอิเล็กตรอน 30 เท่า
ในกระดาษอธิบายการวิจัยของพวกเขานักวิจัยนำ Attila Krasznahorka และเพื่อนร่วมงานของเขาอ้างว่าสิ่งที่พวกเขาสังเกตอาจเป็นการสร้าง "โฟตอนมืด" ในระยะสั้นพวกเขาเชื่อว่าในที่สุดพวกเขาอาจพบหลักฐานของ Dark Matter ซึ่งเป็นมวลลึกลับที่มองไม่เห็นซึ่งคิดเป็นประมาณ 85% ของมวลของจักรวาล
รายงานนี้ถูกมองข้ามในเวลานั้น แต่ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางเมื่อต้นปีนี้เมื่อศาสตราจารย์เฟิงและทีมวิจัยของเขาค้นพบมันและเริ่มประเมินข้อสรุป แต่หลังจากศึกษาผลทีมฮังการีและเปรียบเทียบกับการทดลองก่อนหน้าพวกเขาสรุปว่าหลักฐานการทดลองไม่สนับสนุนการมีอยู่ของโฟตอนมืด
แต่พวกเขาเสนอว่าการค้นพบสามารถบ่งบอกถึงความเป็นไปได้ของพลังพื้นฐานที่ห้าของธรรมชาติ การค้นพบเหล่านี้ถูกตีพิมพ์ใน arXiv ในเดือนเมษายนซึ่งตามมาด้วยบทความเรื่อง“ แบบจำลองฟิสิกส์ของอนุภาคสำหรับ 17 MeV Anomaly ในเบริลเลียมการสลายตัวของนิวเคลียร์” ซึ่งตีพิมพ์ใน PRL เมื่อวันศุกร์ที่ผ่านมา
โดยพื้นฐานแล้วทีม UCI ให้เหตุผลว่าแทนที่จะเป็นโฟตอนมืดสิ่งที่ทีมวิจัยชาวฮังการีอาจเป็นสักขีพยานก็คือการสร้างโบซอนที่ยังไม่ถูกค้นพบก่อนหน้านี้ซึ่งพวกเขาได้ตั้งชื่อว่า "protophobic X boson" ในขณะที่โบซอนอื่นมีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนและโปรตอนแต่ทว่าโบซอนสมมุติฐานนี้มีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนและนิวตรอนเท่านั้นและอยู่ในช่วงที่ จำกัด อย่างยิ่งเท่านั้น
การมีปฏิสัมพันธ์ที่ จำกัด นี้เชื่อว่าเป็นสาเหตุที่ทำให้อนุภาคยังไม่เป็นที่รู้จักมาจนถึงปัจจุบันและทำไมคำคุณศัพท์“ photobic” และ“ X” จึงถูกเพิ่มเข้ามาในชื่อ Timothy Tait ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์จาก UCI และผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าวว่าไม่มี boson อื่นที่เราสังเกตเห็นว่ามีลักษณะเดียวกันนี้ “ บางครั้งเราก็เรียกมันว่า 'X boson' โดยที่ unknown X ’ไม่ทราบว่าเป็นอะไร”
หากมีอนุภาคเช่นนี้ความเป็นไปได้ในการคิดค้นการวิจัยอาจไม่มีที่สิ้นสุด เฟิงหวังว่าจะสามารถเข้าร่วมกับกองกำลังอื่น ๆ อีกสามกองที่ควบคุมการโต้ตอบของอนุภาค (แรงแม่เหล็กไฟฟ้า, พลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและอ่อนแอ) ในฐานะกองกำลังพื้นฐานที่ใหญ่กว่าและมีความสำคัญมากกว่า เฟิงยังสันนิษฐานว่าการค้นพบที่เป็นไปได้นี้อาจชี้ไปที่การมีอยู่ของ“ ภาคมืด” ของจักรวาลของเราซึ่งควบคุมโดยสสารและกองกำลังของมัน
“ เป็นไปได้ที่ทั้งสองภาคส่วนจะพูดคุยกันและโต้ตอบกันผ่านการโต้ตอบที่ค่อนข้างคลุมเครือ แต่การสื่อสารขั้นพื้นฐาน” เขากล่าว “ แรงเซกเตอร์มืดนี้อาจแสดงให้เห็นว่าเป็นแรงผลักดันที่เราเห็นว่าเป็นผลมาจากการทดลองของฮังการี ในแง่ที่กว้างขึ้นมันสอดคล้องกับงานวิจัยดั้งเดิมของเราที่จะเข้าใจธรรมชาติของสสารมืด”
หากสิ่งนี้น่าจะเป็นจริงนักฟิสิกส์อาจจะใกล้ชิดกับการหาสสารมืด (และอาจเป็นพลังงานมืด) ซึ่งเป็นความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสองอย่างในฟิสิกส์ดาราศาสตร์สมัยใหม่ ยิ่งไปกว่านั้นมันสามารถช่วยนักวิจัยในการค้นหาฟิสิกส์นอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐานซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิจัยของ CERN ได้รับความสนใจตั้งแต่การค้นพบ Higgs Boson ในปี 2012
แต่ตามบันทึกของ Feng เราจำเป็นต้องยืนยันการมีอยู่ของอนุภาคนี้ผ่านการทดลองเพิ่มเติมก่อนที่เราจะตื่นเต้นโดยนัย:
“ อนุภาคนั้นไม่หนักมากและห้องปฏิบัติการมีพลังงานที่จำเป็นในการสร้างมันมาตั้งแต่ยุค 50 และ 60 แต่เหตุผลที่หาได้ยากก็คือปฏิสัมพันธ์ของมันนั้นอ่อนมาก ที่กล่าวว่าเนื่องจากอนุภาคใหม่มีน้ำหนักเบามีกลุ่มทดลองจำนวนมากที่ทำงานในห้องทดลองขนาดเล็กทั่วโลกที่สามารถติดตามการเรียกร้องเริ่มต้นได้ในขณะนี้ที่พวกเขารู้ว่าจะต้องดูที่ไหน”
เป็นกรณีล่าสุดที่เกี่ยวข้องกับ CERN - ที่ซึ่งทีม LHC ถูกบังคับให้ต้องประกาศว่าพวกเขามี ไม่ ค้นพบสองอนุภาคใหม่ - แสดงให้เห็นว่ามันเป็นสิ่งสำคัญที่จะไม่นับไก่ของเราก่อนที่พวกเขาจะเกาะ การมองโลกในแง่ดีด้วยความระมัดระวังเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการค้นพบสิ่งใหม่ที่อาจเกิดขึ้น
