هل اكتشف العلماء القوة الخامسة في الطبيعة؟

يصرّح جوناثان فينج، بروفيسور في الفيزياء والفلك بجامعة كاليفورنيا بإرڤاين: “إذا تم إثبات اكتشاف القوة الخامسة بواسطة اختبارات جديدة، سيغير هذا الاكتشاف فهمنا تمامًا للكون.” ويشمل كذلك ما يجعل المجرات متماسكة مع بعضها البعض مثل NGC 6814.
تشير النتائج الجديدة إلى احتمالية اكتشاف جسيم دون ذري لم يكن معروف سابقًا وربما يكون دليلًا على قوة خامسة للطبيعة، وفقًا لورقة بحثية نُشرت في صحيفة Physical Review Letters بواسطة علماء الفيزياء النظرية في جامعة كاليفورنيا بإرڤاين.

يضيف جوناثان فينج: “إذا كان حقيقيًا، فإن الاكتشاف ثوري. لعدة عقود، كنا نعلم بوجود 4 قوى أساسية: الجاذبية، والكهرومغناطيسية، والقوتين النوويتين الضعيفة والقوية. إذا تم إثبات اكتشاف قوة خامسة بواسطة الاختبارات الجديدة، سيغير هذا الاكتشاف فهمنا تمامًا للكون، مع توابع أخرى وهي وجود ما يوحّد تلك القوى مع المادة المظلمة.”

وجد باحثون بجامعة كاليفورنيا بإرڤاين دراسة في عام 2015 تمّت بواسطة علماء فيزياء نووية تجريبية في أكاديمية العلوم الهنغارية الذين كانوا يبحثون عن “الفوتونات المظلمة”، وهي جسيمات تضخّم المادة المظلمة غير المرئية، والتي يقول علماء الفيزياء عنها أنها تكوّن 85% من كتلة الكون. كشف عملهم عن تحلل إشعاعي نشط والذي يشير إلى وجود جسيم خفيف وأثقل بـ30 مرة من الالكترون.
يقول فينج: “لم يتمكّن العلماء من التصريح بأنها القوة الجديدة، فهم فقط لاحظوا عدة أحداث تدل على وجود جسيم جديد، لكن الأمر لم يكن واضح لهم ما إذا كان جسيم مادة أو جسيم حامل للقوة.”
درس فريق جامعة كاليفورنيا بإرڤاين بيانات باحثي الأكاديمية الهنغارية، وكذلك تجارب سابقة في هذا المجال، ووجدوا أن الدليل ليس في صالح سواء جسيمات المادة أو الفوتونات المظلمة. لذلك عرضوا نظرية جديدة بالاعتماد على البيانات الجديدة وقرّروا أن الاكتشاف يمكن أن يشير إلى قوة أساسية خامسة. تم نشر التحليل الأولي في أواخر شهر أبريل على سيرفر arXiv العام، ونُشرت كذلك ورقة بحثية موضحةً النتائج من العمل الأول على نفس الموقع يوم الجمعة.
توضح النتائج من جامعة كاليفورنيا بإرڤاين أنه بدلًا من الفوتون المظلم، يمكن للجسيم أن يكون “بوزون إكس كاره للبروتونات”. وبينما تعمل القوة الكهربائية على الالكترونات والبروتونات، يتفاعل هذا البوزون الجديد مع الالكترونات والنيوترونات فقط ضمن نطاق محدّد جدًا. يصرّح تيموثي تايت، بروفيسور في الفيزياء والفلك: “لم نلاحظ أي بوزون آخر له تلك المواصفات. قد نسميه أحيانًا “بوزون إكس” حيث تشير إكس إلى أنه غير معروف.
وضّح فينج أن الاختبارات القادمة لها أهمية كبيرة وحاسمة. ويضيف: “إن الجسيم ليس ثقيلًا، وقد حصلت المعامل على الطاقات اللازمة لعمله منذ الخمسينات والستينات. ولكن السبب وراء صعوبة إيجاده هو أن التفاعلات ضعيفة للغاية. ولأن الجسيم الجديد خفيف جدًا، هناك العديد من الفِرق التجريبية التي تعمل بداخل معامل صغيرة حول العالم قادرين على متابعة تلك التصريحات حيث يعلمون الآن المكان الذي يبحثون فيه.”
كالعديد من الاكتشافات العلمية، يفتح هذا الاكتشاف بابًا جديدًا للتساؤلات والاستفسارات.أحد الاتجاهات التي تثير فينج هو احتمالية أن هذه القوة الخامسة قد تنضم إلى القوة الكهرومغناطيسية والقوتين النوويتين الضعيفة والقوية كقوة أساسية أكبر.”
يرى فينج كذلك أنه ربما يوجد قسم مظلم آخر منفصل له مادة وقوى خاصة به، حيث يقول: “من المحتمل أن هذين القسمين يتفاعلان مع بعضهما البعض عن طريق وسائل مخفية ولكنها أساسية. والقوة الخاصة بذلك القسم ربما تظهر نفسها كقوة كارهة للبروتونات نلاحظها كنتيجة لتجربة الأكاديمية الهنغارية. وبشكل أوسع، تلائم بحثنا الأصلي لفهم طبيعة المادة المظلمة.”

المصدر

تدقيق: عبدالسلام الطائي