暗域:物质宇宙中的影子世界?(3)
匈牙利科学院核研究所的科学家测量了铍-8的放射性衰变。铍是一种天然的轻元素,当它的核含有4个质子和5个中子时是稳定的。但若只有4个中子时,同位素铍-8就会瞬间分裂成2氦原子核。先前的实验已经发现这一特定的衰变过程存在一些异常,匈牙利的科学家想要对其进行精确的测量。
为了制造出铍-8,他们使用质子轰击由锂-7做的薄片。铍-8会衰变,释放出正负电子对。在标准粒子模型中,绝大多数正负电子对应该会沿着与入射质子束几乎相同的方向射出。但匈牙利科学家发现,有两个意料之外的明显外流,方向与预期的几乎成直角。对此的一种解释是,这一衰变产生了一个慢速运动的粒子,它的寿命很短,之后会衰变成一个电子和正电子,这两者会沿着几乎相反的方向运动。
当该团队计算出这个假想粒子的质量时,他们发现它与标准模型中的任何一种粒子都不相符。相反,计算表明,它的质量约为1 7兆电子伏特,仅为电子质量的3 3倍,远小于任何弱相互作用大质量粒子。没有已知的自然力可以创造出这种粒子。
对这一异常进行了3年的研究后,该团队在2015年发表了他们的结果。他们把这一粒子称为“暗光子”。类似于光子承载了电磁相互作用,这种粒子承载了暗物质粒子之间的一种未知作用力。
从论文的描述来看,匈牙利团队的实验装置应该没有问题。他们也做了很多的交叉检查,但就是无法消除这一现象。现在,他们已经观测到了数百次类似的結果。这一结果纯属偶然发生的概率只有2×10-11。不过,这篇论文并没有引起多大的波澜。
根据这一结果,有科学家正在寻求自己的解释。但在这之前需要解决一个挥之不去的问题——发现这一新假想粒子的匈牙利团队进行的实验世界上绝大多数物理实验室都可以进行,为什么此前没有其他人注意到这一异常呢?
这一假想的暗光子以及它承载的暗物质粒子之间的暗力,应该也会承载一点点普通电磁相互作用。因此,它应该偶尔会与普通物质中的质子和电子发生相互作用。但是,当科学家计算出这种相互作用的强度时,问题变得更加严重:它不可能是暗光子。如果是的话,应该会在其他实验和粒子加速器中看到成百上千的其他效应。

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