神秘的暗物質(zhì)將類似NGC 6814這樣的螺旋星系維系在一起

　　 近期的一項(xiàng)研究顯示，宇宙中可能存在第五種基本作用力?！叭绻@個(gè)說法正確，那將是革命性的，”論文第一作者、加州大學(xué)歐文分校的物理學(xué)和天文學(xué)教授馮孝仁（Jonathan Feng）在聲明中說道。

　　“幾十年來，我們已經(jīng)知道了4種基本作用力：引力、電磁力、強(qiáng)相互作用和弱相互作用，”馮孝仁補(bǔ)充道，“如果未來的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣右宰C實(shí)，那這一發(fā)現(xiàn)將完全改變我們對宇宙的認(rèn)知，并可能將這些作用力與暗物質(zhì)聯(lián)系起來?！?/p>

　　馮孝仁和他的同事們對不久前由匈牙利科學(xué)院的實(shí)驗(yàn)核物理學(xué)家搜集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，后者當(dāng)時(shí)在嘗試尋找“暗光子”——在理論上能指示暗物質(zhì)的存在?？茖W(xué)家認(rèn)為，暗物質(zhì)占宇宙所有物質(zhì)的85%，但暗物質(zhì)不會吸收也不會發(fā)射出光，因此無法直接探測到?？茖W(xué)家是通過暗物質(zhì)對“常規(guī)”物質(zhì)的引力效應(yīng)推斷出其存在的。

　　匈牙利科學(xué)家探測到了一種此前未知粒子存在的證據(jù)——但有些似是而非。在今年早些時(shí)候發(fā)表的論文中，他們指出這種粒子只比電子重34倍。“這些實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家還無法宣稱這是一種新的作用力，”馮孝仁說，“他們只是看到了諸多暗示新粒子存在的事件，但并不清楚它一個(gè)物質(zhì)粒子還是一個(gè)帶著作用力的粒子?！?/p>

　　馮孝仁及其團(tuán)隊(duì)的研究提出，匈牙利科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的并不是一種“暗光子”，而更可能是一種“疏質(zhì)子X玻色子”（protophobic X boson）——一種能夠指示宇宙第五種基本作用力存在的奇特粒子。研究者稱，已知電磁力會對質(zhì)子和電子產(chǎn)生作用，但這一新發(fā)現(xiàn)的粒子顯然只與質(zhì)子和中子有相互作用力，并且只在很短的距離內(nèi)傳遞。

　　“我們觀測到的其他玻色子都沒有這樣的特征，”共同作者、同樣來自加州大學(xué)歐文分校的物理學(xué)和天文學(xué)教授蒂莫西·泰特（Timothy Tait）說，“我們有時(shí)候也會簡單地叫它‘X玻色子’，其中的‘X’指的是未知。”

　　馮孝仁稱，這種潛在的第五種基本作用力可能與電磁力和強(qiáng)、弱相互作用有關(guān)聯(lián)，“顯示了一種更加宏大、更加基礎(chǔ)的作用力”。另一種可能是，由“常規(guī)”物質(zhì)和作用力組成的宇宙具有一個(gè)平行的“暗面”，它也有自己的物質(zhì)和作用力。

　　“有可能這兩個(gè)面通過某種隱秘但基礎(chǔ)的相互作用進(jìn)行著互動(dòng)，”馮孝仁說，“暗面的這種力可能以這種疏質(zhì)子力的形式顯示出來，正如我們在匈牙利科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)中看到的結(jié)果。從更廣闊的角度，這一結(jié)果與我們最初對暗物質(zhì)性質(zhì)的研究結(jié)果相吻合。”

　　盡管這樣的猜測很令人鼓舞，但研究者強(qiáng)調(diào)，他們的闡釋還很不夠充分，未來需要更多的研究和實(shí)驗(yàn)。事實(shí)上，據(jù)推測應(yīng)該在加速器中觀測到的粒子有時(shí)只是統(tǒng)計(jì)上的巧合。好消息是，許多科學(xué)家應(yīng)該都有能力完成進(jìn)一步的工作。

　　“由于這個(gè)新粒子非常輕，因此世界各地許多小實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)組都能夠?qū)ψ畛醯慕Y(jié)論追根究底，現(xiàn)在他們已經(jīng)知道了怎么去觀測，”馮孝仁說道。他們的論文發(fā)表在近期的《物理評論快報(bào)》（Physical Review Letters）上，在arXiv論文預(yù)印本網(wǎng)站上也可以下載。