自然界には第 5 の基本的な力が存在するのでしょうか?

物理学では、自然が私たちに 4 つの基本的な力を与えていることが長い間認められてきました。重力は惑星や銀河を結び付け、電磁力は私たちと分子を結び付けます。最小レベルには他の 2 つの力があります。強い核力は原子核を接着する力であり、弱い核力は一部の原子が放射性崩壊するのを助けます。これらの力は、私たちが観察できる物理現象を多かれ少なかれ説明しているようです。

ハンガリーの物理学者によると、私たちがまだ知らない第5の力が存在するかもしれないそうです。

ハンガリーのデブレツェンにあるハンガリー科学アカデミー原子核研究所のアッティラ・クラスナホルカイと彼のグループは、昨年、この新しい発見を最初に発表したが、今に至るまで、誰もあまり注目していなかったとネイチャー誌は報じている。カリフォルニア大学アーバイン校のジョナサン・フェン率いる理論物理学者のグループは、ハンガリーのグループの結果を検討し、この新しい力は既存の物理法則を破るものではないようだと結論付けた。数字は正しかった。フェンの研究結果は先月、arXivのプレプリントサーバーで発表された。

新しい力は、まったく予想外のものではありません。私たちが見たり触れたりできる物質は、宇宙の質量の約 5 分の 1 を占めるに過ぎず、残りは暗黒物質が占めています。暗黒物質は重力を感じることはできますが、電磁気を感じることはできません。そのため、私たちは暗黒物質を見たり触れたりすることはできません。私たちの視覚、触覚、そして科学実験のほとんどが、電磁力を使って物質を検出しているからです。

物理学者たちは、暗黒物質にのみ影響を及ぼす未知の力が存在するかどうか確信が持てない。もし存在するなら、暗黒物質は「凝集」する可能性があり、一部の物理学者は、凝集した暗黒物質の重力が恐竜を絶滅させた彗星の背後にある可能性もあると考えている。

ハンガリーの研究グループは、暗黒物質にのみ影響を与える光「ダークフォトン」を探しているときに、この新しい力を発見した。彼らはリチウムの細片に陽子をぶつけると、リチウムは陽子を吸い込んで不安定なベリリウムになり、電子と陽電子（電子の反粒子のパートナー）のペアを放出した。陽子がリチウムに特定の角度、140度でぶつかると、ハンガリーの研究グループが予想していたよりもはるかに多くの電子と陽電子が飛び出した。彼らは、この余分なものはすべて、電子の34倍も重い新しい粒子から生じたものであり、どこかに新しい力が潜んでいるかもしれないというヒントだと考えている。

ネイチャー誌は、他の物理学者たちは懐疑的だが、この新しい力に興奮しているようだと伝えている。それでも、バージニア州ニューポートニューズにあるトーマス・ジェファーソン国立加速器施設、欧州原子核研究機構（CERN）などの研究室の研究者たちは、ハンガリーチームの結果を自分たちの実験で再現できるかどうか試そうとしている。