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第五种基本力真的存在吗?物理学家发现了几种异常

科学探索万象经验2023-05-08

在我们谈论第五种基本力之前,我们必须简单地谈谈前四种基本力。据我们目前所知,宇宙中的所有物质都是由25个基本粒子组成的,物理学家将它们收集在“标准模型”中,这有点像亚原子粒子的周期表。这25个粒子由四种力结合在一起,这四种力是引力、电磁力、强力以及弱力。

我们知道的所有其他力,例如将原子保持在分子中的范德华力、摩擦力、肌肉力等都是涌现力。它们是涌现的,意味着它们源自这四种基本力。而这四个力是基本的,意味着它们不是涌现的,它们不能来自其他任何东西,或者说至少我们目前不知道可以从中得出更简单的东西。

再次,引力是奇怪的。我们相信它有一个交换粒子,那个粒子被称为“引力子”,但我们不知道那个粒子是否真的存在,它从未被测量过。另一方面,我们有一个与力无关的交换粒子,那就是希格斯玻色子。希格斯玻色子是赋予其他粒子质量的粒子。它通过与这些粒子相互作用来做到这一点,它的作用非常像一个载体。事实上,一些物理学家确实称希格斯交换为一种力。但大多数物理学家还是没有这样做,原因是电磁力、强力和弱力的交换粒子都是出于对称要求,而希格斯玻色子没有。

那么第五种基本力是怎么回事呢?第五种基本力是一种假设的、新的、基本的力,我们还没有证据发现它的存在。不过,如果我们发现了它,那将是100年来最大的物理学新闻。

德国物理学家萨宾认为,第五种力最合理的例子来自我们通常归因于暗物质的观察结果。天体物理学家之所以引入暗物质,是因为他们确实看到了一种作用于正常物质的。对于这一观察,目前最广泛接受的假设是,这种力只是引力,但实际上存在某种新型物质。但这并不完全符合所有观察结果,因此它实际上可能不仅仅是引力,还有一种新的力。暗能量有时也归因于第五种

不过,在第五种被发现之前,这一切都只是猜测,物理学最重要的还是讲究证据。不过,第五种力真的存在吗?

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