Vesoljem upravljajo štiri temeljne sile: gravitacija, elektromagnetizem ter močne in šibke jedrske sile. Te sile poganjajo gibanje in vedenje vsega, kar vidimo okoli nas. Vsaj tako mislimo. Toda v zadnjih nekaj letih je bilo vse več dokazov o peti temeljni sili. Nove raziskave niso odkrile te pete sile, vendar vseeno kažejo, da te kozmične sile še vedno ne razumemo v celoti.
Temeljne sile so del standardnega modela fizike delcev. Ta model opisuje vse različne kvantne delce, ki jih opazujemo, kot so elektroni, protoni, antimaterija in podobno. Kvarki, nevtrini in Higgsov bozon so del modela.
Izraz "sila" v modelu je nekaj napačnega. V standardnem modelu je vsaka sila rezultat vrste nosilnega bozona. Fotoni so nosilni bozon elektromagnetizma. Gluoni so nosilni bozoni za močne, bozoni, znani kot W in Z, pa za šibke. Gravitacija tehnično ni del standardnega modela, vendar se domneva, da ima kvantna gravitacija bozon, znan kot graviton. Kvantne gravitacije še vedno ne razumemo v celoti, toda ena ideja je, da se gravitacija lahko združi s standardnim modelom, da nastane velika enotna teorija (DOBRO).
Vsak delček, ki smo ga odkrili, je del standardnega modela. Obnašanje teh delcev se zelo natančno ujema z modelom. Iskali smo delce, ki presegajo standardni model, vendar jih doslej še nismo našli. Standardni model je zmaga znanstvenega razumevanja. Je vrhunec kvantne fizike.
Toda začeli smo se učiti, da ima resne težave.
Za začetek zdaj vemo, da se standardni model ne more kombinirati z gravitacijo tako, kot smo mislili. V standardnem modelu se temeljne sile "poenotijo" na višjih ravneh energije. Elektromagnetizem in šibki se združijo v elektro-oslabitev, elektro-šibkost pa se poenoti z močnim, da postane elektronuklearna sila. Pri izredno visoki energiji naj bi se elektronuklearne in gravitacijske sile poenotile. Poskusi v fiziki delcev so pokazali, da se energije združevanja ne ujemajo.
Bolj problematično je vprašanje temne snovi. Temni snovi je bilo najprej predlagano, da bi razložil, zakaj se zvezde in plin na zunanjem robu galaksije gibljejo hitreje, kot je napovedala gravitacija. Ali je naša teorija gravitacije nekako napačna ali pa mora biti v galaksijah nekaj nevidne (temne) mase. V zadnjih petdesetih letih so dokazi za temno snov postali res močni. Opazili smo, kako temna snov združuje galaksije skupaj, kako je razporejena znotraj določenih galaksij in kako se obnaša. Vemo, da ne deluje močno z redno snovjo ali samo sebe, in predstavlja večino mase v večini galaksij.
Toda v standardnem modelu ni delcev, ki bi lahko sestavljali temno snov. Mogoče je, da bi temno snov lahko naredili iz nečesa, kot so majhne črne luknje, vendar astronomski podatki resnično ne podpirajo te ideje. Temna snov je najverjetneje sestavljena iz nekaterih še neodkritih delcev, ki jih standardni model ne predvideva.
Potem je temna energija. Podrobna opazovanja oddaljenih galaksij kažejo, da se vesolje širi z vedno večjo hitrostjo. Zdi se, da nekaj energije vodi ta proces, in ne razumemo, kako. Lahko je, da je ta pospešek posledica strukture prostora in časa, neke vrste kozmološke konstante, zaradi katere se vesolje širi. Mogoče je, da to vodi neka nova sila, ki jo je treba še odkriti. Ne glede na temno energijo, predstavlja več kot dve tretjini vesolja.
Vse to kaže na dejstvo, da je standardni model v najboljšem primeru nepopoln. Nekaj nam manjka pri delu vesolja. Veliko idej je bilo predlaganih za določitev standardnega modela, od super-simetrije do še neodkritih kvarkov, toda ena ideja je, da obstaja peta temeljna sila. Ta sila bi imela svoje nosilne bozone (-e) in nove delce, razen tistih, ki smo jih odkrili.
Ta peta sila bi vplivala tudi na delce, ki smo jih opazili, na subtilne načine, ki nasprotujejo standardnemu modelu. To nas pripelje do novega prispevka, ki trdi, da ima dokaze o taki interakciji.
V prispevku je razvidna anomalija pri razpadu jeder helija-4 in temelji na prejšnji študiji razpada berilija-8. Berilij-8 ima nestabilno jedro, ki razpade na dve jedri helija-4. Leta 2016 je ekipa ugotovila, da se zdi, da razpad berilija-8 nekoliko krši standardni model. Ko so jedra v vznemirjenem stanju, lahko oddaja elektron-pozitronski par, ko razpade. Število parov, opaženih pod večjimi koti, je večje, kot ga napoveduje standardni model, in je znano kot anomalija Atomki.
Obstaja veliko razlag za anomalijo, vključno z napako eksperimenta, vendar je ena razlaga, da jo je povzročil bozon, ekipa z imenom X17. To bi bil nosilni bozon za (še neznano) peto temeljno silo z maso 17 MeV. V novem prispevku je skupina ugotovila podobno neskladje pri razpadanju helija-4. Delček X17 bi lahko razložil tudi to anomalijo.
Čeprav se to sliši vznemirljivo, je razlog za previdnost. Ko si ogledate podrobnosti novega papirja, je nekaj čudnega prepletanja podatkov. V bistvu ekipa domneva, da je X17 točen in kaže, da se podatki lahko pripravijo tako, da ustrezajo njihovemu modelu. Pokaže, da je model lahko razložite nepravilnosti ni isto kot dokazovanje svojega modela naredi razložite nepravilnosti. Možna so tudi druga pojasnila. Če X17 obstaja, bi ga morali videti tudi v drugih poskusih z delci in ga še nismo imeli. Dokazi za to "peto silo" so res šibki.
Peta sila bi lahko obstajala, a je še nismo našli. Vemo, da standardni model ni v celoti sestavljen, kar pomeni, da bo treba najti zelo zanimiva odkritja.
Vir: Novi dokazi, ki podpirajo obstoj hipotetičnega delca X17, Krasznahorkay, A. J., et al.
Vir: Opazovanje anomaličnega ustvarjanja notranjega para v 8: Možna indikacija lahkega nevtralnega bozona, avtorja Krasznahorkay, A. J. et al.
