Physiker bestätigen eine mögliche 5. Kraft

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Theoretische Physiker sprechen von vier grundlegenden Naturkräften. Sie sind Schwerkraft, Elektromagnetismus und die starken und schwachen Kernkräfte, die das Innenleben der Atome bestimmen. In den letzten Monaten brodelte die Physik-Community von Beweisen für eine mögliche fünfte Grundkraft. Am 14. August 2016 gaben Physiker der University of California in Irvine bekannt, dass sie anhand von experimentellen Daten, die von ungarischen Wissenschaftlern im Jahr 2015 gesammelt wurden, Beweise für diese Kraft aus theoretischen Gründen bestätigt habenPhysische Überprüfungsschreibenhatveröffentlichtdie Studie der Irvine-Wissenschaftler.

Jonathan Feng, Professor für Physik und Astronomie an der University of California, Irvine und Hauptautor der neuen theoretischen Studie, sagte:


Wenn durch weitere Experimente bestätigt, würde diese Entdeckung einer möglichen 5. Kraft unser Verständnis des Universums komplett verändern, mit Konsequenzen für die Vereinigung von Kräften und dunkler Materie.

Bild via Bildnachweis: Stichting Maharishi University of Management, Niederlande, via ScienceBlogs.

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Albert Einstein erklärte 1915 in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie die erste fundamentale Kraft, die Gravitation.

Albert Einstein erklärte 1915 in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie die erste fundamentale Kraft, die Gravitation.

Die UCI-Forscher analysierten Daten, die letztes Jahr von experimentellen Kernphysikern der Ungarischen Akademie der Wissenschaften veröffentlicht wurden. Die ungarischen Wissenschaftler unter der Leitung von Attila Krasznahorkay suchten nachdunkle Photonen, hypothetische Elementarteilchen als Träger für dunkle Materie vorgeschlagen. In der Erklärung der Irvine-Wissenschaftler heißt es:




Die Arbeit der Ungarn deckte eine radioaktive Zerfallsanomalie auf, die auf die Existenz eines Lichtteilchens hinweist, das nur 30-mal schwerer als ein Elektron ist.

Feng erklärte:

Die Experimentalisten konnten nicht behaupten, dass es sich um eine neue Kraft handelte. Sie sahen einfach ein Übermaß an Ereignissen, die auf ein neues Teilchen hindeuteten, aber es war ihnen nicht klar, ob es sich um ein Materieteilchen oder ein krafttragendes Teilchen handelte.

Nach dem Studium der ungarischen Forscherdaten sowie früheren Experimenten in diesem Bereich konnte die UCI-Gruppe aus theoretischen Gründen zeigen, dass die Beweise sowohl Materieteilchen als auch dunkle Photonen stark benachteiligen. Sie schlugen eine neue Theorie vor, die die vorhandenen Daten synthetisiert und stellten fest, dass die Entdeckung auf eine fünfte Grundkraft hinweisen könnte.


Beth Alison (@bethalison) hat diese Aufnahme des Blitzeinschlags gestern Abend im One World Trade Center aus ihrer Wohnung in Manhatten bekommen ... mit ihrem Handy!

Die 2. Grundkraft – Elektromagnetismus – wirkt zwischen elektrisch geladenen Teilchen. Es regiert die Welt der Atome und Moleküle und spielt damit eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der inneren Eigenschaften der meisten Gegenstände, denen wir im täglichen Leben begegnen. Foto von Beth Alison (@bethalison).

DieStellungnahmeüber die neue Arbeit sagte, sie zeige, dass das Teilchen, anstatt ein dunkles Photon zu sein, das sein könnte, was Wissenschaftler a . nennenprotophobes X-Boson. Timothy Tait, Mitautor der Studie, erklärte:

Es gibt keinen anderenbosondie wir beobachtet haben, die dieselbe Eigenschaft hat. Manchmal nennen wir es auch einfach das „X-Boson“, wobei „X“ unbekannt bedeutet.

Wenn es existiert, interagiert dieses neu entdeckte Boson nur mit Elektronen und Neutronen – und zwar in einer extrem begrenzten Reichweite, sagten diese Wissenschaftler.


Feng stellte fest, dass weitere Experimente entscheidend sind:

Das Teilchen ist nicht sehr schwer und Labors verfügen seit den 50er und 60er Jahren über die erforderliche Energie, um es herzustellen.

Aber der Grund, warum es schwer zu finden ist, ist, dass seine Interaktionen sehr schwach sind. Da das neue Teilchen jedoch so leicht ist, gibt es viele experimentelle Gruppen, die in kleinen Labors auf der ganzen Welt arbeiten, die den ursprünglichen Behauptungen nachgehen können, jetzt, da sie wissen, wo sie suchen müssen.

die starke Kraft wirkt zwischen Quarks und zwischen Nukleonen oder allgemein zwischen Hadronen. Es hält somit den Atomkern zusammen. Bild über hadron.physics.fsu.edu.

Die 3. Grundkraft, die starke Kraft, hält Atomkerne, also die Kerne der Atome, aus denen alle Materie besteht, zusammen. Bild überhadron.physics.fsu.edu.

Die vierte Grundkraft, die schwache Kraft, ist für radioaktive Zerfälle verantwortlich. Es macht unter anderem Neutronen zu Protonen, und jede Art von Materieteilchen erfährt es.

Die vierte Grundkraft, die schwache Kraft, ist für radioaktive Zerfälle verantwortlich. Jede Art von Materieteilchen erfährt es. Bild überhadron.physics.fsu.edu.

Wie viele wissenschaftliche Durchbrüche eröffnet auch dieser völlig neue Forschungsfelder. Eine Richtung, die Feng fasziniert, ist die Möglichkeit, dass diese potenzielle 5. Kraft mit den elektromagnetischen und starken und schwachen nuklearen Kräften verbunden sein könnte:

… Manifestationen einer größeren, grundlegenderen Kraft.

Feng spekulierte auch über ein mögliches, separatesDunkler Bezirkmit eigener Materie und Kräften:

Es ist möglich, dass diese beiden Sektoren miteinander sprechen und durch etwas verschleierte, aber grundlegende Wechselwirkungen miteinander interagieren. Diese Kraft des dunklen Sektors kann sich als diese protophobe Kraft manifestieren, die wir als Ergebnis des ungarischen Experiments sehen.

Im weiteren Sinne passt es zu unserer ursprünglichen Forschung, die Natur der Dunklen Materie zu verstehen.

Fazit: Theoretische Physiker der University of California, Irvine (UCI) geben Beweise für eine mögliche fünfte Grundkraft der Natur bekannt.