Det är den viktigaste kvartetten inom vetenskapen. Så långt någon har kunnat bevisa, universum styrs av fyra "grundkrafter" - gravitation, elektromagnetism, den starka kraften och den svaga kraften. Kanske är de inte ensamma. År 2015, ett ungerskt team under ledning av fysikern Attila Krasznahorkay upptäckte enligt uppgift nya bevis för en femte grundläggande kraft - något som tidigare inte var okänt för vetenskapen.

Gruppen laddade upp en annan artikel om ämnet till arXiv (en forskningsdatabas) 23 oktober, 2019. Medan många forskare är skeptiska till dessa fynd, forskningen ger oss ett tillfälle att prata om de stora krafter som vi alla tar för givet.

The Fab Four

Grundkrafter är oreducerbara, vilket betyder att de inte kan delas upp i andra, mer grundläggande krafter. Dessa är kärnfenomenen bakom varje annan känd typ av fysisk interaktion. Till exempel, friktion, spänning och elasticitet härrör alla från elektromagnetism.

Och vad är det, du frågar? Elektromagnetism är en kraft som påverkar alla positivt och negativt laddade partiklar. De med motsatta laddningar lockar medan de som bär "liknande" laddningar stöter bort varandra. Denna princip håller inte bara magneter på ditt kylskåp, men det är också anledningen till att fasta föremål kan behålla sina former.

Jämfört med elektromagnetism, gravitationen är ganska svag. Förvånansvärt nog, det är faktiskt det svagaste av de fyra grunderna-inklusive den så kallade "svaga kraften". (Vi kommer till det om ett tag.) För tillfället, låt oss vända oss till den rätt namngivna starka kraften. Detta är vad som håller atomkärnor samman, även trots deras laddade protoner, som ständigt försöker fly.

Sista, men inte minst, det finns den svaga kraften (aka:den "svaga interaktionen"). Genom att transformera partiklar, det underlättar radiometrisk dejting, en process som forskare använder för att bestämma åldrarna för fossiler och artefakter. Åh, och visste du att den svaga kraften driver solen? Lite stor grej det.

Gör känsla av allt

Forskare har en teori som fint beskriver tre av dessa krafter. Känd som fysikens standardmodell, den består av olika mätningar och matematiska formler. Det bryter också ner elementära partiklar i kategorier och underkategorier.

"Fysikens standardmodell (SM) är den nuvarande ramen för att beskriva den subatomära världen vid alla energier, "MIT-fysikern Richard Milner säger i ett mejl." Det utvecklades efter andra världskriget och jag räknar minst 18 nobelpris i fysik sedan 1950 som har delats ut för bidrag till dess utveckling. "

Som alla goda teorier, Standardmodellen har exakt förutsett många vetenskapliga genombrott, inklusive upptäckten av den svårfångade Higgs bosonpartikeln den 4 juli, 2012.

Men den svarar inte på alla frågor. Standardmodellen ger ingen förklaring till gravitationen och den har inte fört forskare närmare att förstå mörk materia, en mystisk ingrediens som utgör cirka 27 procent av vårt universum.

Jakten på partikel X17

Här kommer Krasznahorkay och företag in. Under ett experiment från 2015 vid Hungarian Academy of Science Institute for Nuclear Research, de såg upphetsade Beryllium-8-atomer förfalla inuti en partikelaccelerator. I vanliga fall, denna process släpper ut ljus - som senare omvandlas till elektroner och positroner (en typ av subatomär partikel med en positiv laddning).

Säker nog, det är vad som hände. Men sedan blev saker intressanta. Normalt förfaller Beryllium-8 på ett förutsägbart sätt, men ett konstigt högt antal av dessa elektroner och positroner avvisade varandra i en 140 graders vinkel.

För att förklara överskottet, Krasznahorkays team hävdade att en aldrig tidigare sett partikel hade bildats när atomerna förfallit. Med sina beräkningar, detta teoretiska, subatomära kroppen skulle ha en massa på cirka 17 miljoner elektronvolt. De gick vidare och kallade den "X17" -partikeln.

Nu, X17 gör återigen nyheterna. Nyligen, samma ungerska forskare upptäckte en avvikelse i sönderfallande prover av Helium-4. Enligt deras arXiv -papper, ett oförutsett överskott av positroner och elektroner släpptes - möjligen för att ytterligare en X17 -partikel skapades.

Om denna mystiska partikel existerar, det kan vara något väldigt speciellt. Kanske - bara kanske - det är en nyfunnen bärare boson.

Ärendet är inte avslutat

Bosoner snurrar partiklar som förmodligen saknar inre struktur. De är kända för att bära styrkor, vilket gör dem till en integrerad del av standardmodellen.

Enligt standardmodellen, Milner förklarar, "krafter sker genom utbyte av" bärar "bosonerna" mellan andra subatomära partiklar. Det sägs att var och en av de fyra grundläggande krafterna har sitt eget motsvarande boson. Den som transporterar tyngdkraften har inte hittats än, men bärarbosonerna förknippas med stark kraft, svag kraft och elektromagnetism är väldokumenterade.

Förmodligen, X17 skulle vara bärarbosonet för en femte grundkraft som vi aldrig visste fanns. Och kanske är kraften på något sätt relaterad till mörk materia.

Men vi går före oss själva. Du ser, det finns inga hårda bevis på att X17 existerar i första hand. Europeiska organisationen för kärnforskning - mer känd som CERN - har ännu inte hittat några spår av partikeln. Och det nya arXiv -papperet väntar fortfarande på granskning från andra forskare.

"Oberoende grupper måste utföra experiment för att fastställa existensen av X17. Det ungerska experimentet bör upprepas, "skriver Milner. Han och hans kollegor har tagit fram ett förslag om att försöka generera X17 -partiklar i ett" spridningsexperiment "vid Thomas Jefferson National Accelerator -anläggningen i Newport News, Virginia.

För närvarande, Standardmodellen tar inte hänsyn till några nya grundkrafter. Så om X17 och den "femte kraft" den påstås ha är verkliga, vi måste modifiera det gamla gamla SM. I alla fall, det är klart att den subatomära världen fortfarande är full av hemligheter.

På aprilskämt, 2018, CERN tillkännagav upptäckten av en (fiktiv) "Humpty Dumpty" -partikel. I ett falskt pressmeddelande, en källa hävdade "Det tog oss lite tid att avlägsna data, men med solsidan uppåt sprack vi det. Detta resultat var inte alltför lätt att uppnå ... Vid ett tillfälle, vi trampade på äggskal för att förhindra att andra samarbeten tjuvjusterade uppgifterna. "