13 juli 2020

Aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een vijfde natuurkracht

Credit: Attila J. Krasznahorkay et al.

Hongaarse natuurkundigen hebben in experimenten met beryllium-8 atomen aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een vijfde natuurkracht, welke wordt overgebracht door een zogeheten donker foton. Dat foton zou volgens de natuurkundigen een massa moeten hebben van bijna 17 MeV. We weten allemaal dat er in ieder geval vier natuurkrachten zijn, zoals beschreven in alle schoolboeken: de elektromagnetische, sterke en zwakke wisselwerking en de zwaartekracht. De eerste drie zijn het meest bekend en zijn tot op kwantumniveau beschreven, d.w.z. dat ze worden overgedragen door krachtvoerende deeltjes1 – van zwaartekracht is zo’n beschrijving tot op heden nog niet gelukt. In dit vakartikel beschrijft het team, dat onder leiding stond van A.J. Krasznahorkay (o.a. CERN), het experiment, waarbij lithium-7 atomen bestookt worden met protonen en er beryllium-8 atomen ontstaan. Die vervallen op hun beurt weer in paren van elektronen en positronen. Hieronder een afbeelding van het experiment.

Het team van Krasznahorkay merkte op dat als de protonen onder een hoek van ongeveer 140° de dunne strip met lithiumatomen raakten er iets meer e-e+ paren ontstonden – als een hobbel zichtbaar in de afbeelding bovenaan. Dat overschot zou volgens de Hongaren kunnen wijzen op het bestaan een nieuw deeltje, een boson dat ze donker foton hebben genoemd, 34 keer zwaarder dan een elektron. Statistische betrouwbaarheid van de waarneming: maar liefst 6,8σ, hoger dan de grens van 5σ die gehanteerd wordt om iets ‘bewezen’ te achten. Het Hongaarse artikel werd vorig jaar al gepubliceerd, maar het bleef lange tijd onopgemerkt. Het kreeg pas onlangs belangstelling toen een Amerikaans team onder leiding van Jonathan Feng (Universiteit van Californië) er een vakartikel aan wijdde, waarin gesteld wordt dat het Hongaarse experiment correct is uitgevoerd, dat het niet in strijd is met eerdere waarnemingen én dat het gevonden boson wellicht verband houdt met een nieuw, vijfde natuurkracht. Die vijfde natuurkracht zou misschien een verklaring kunnen leveren voor het bestaan van donkere materie, het mysterieuze spul dat 85% van alle materie in het universum uitmaakt. Feng’s team denkt niet dat het deeltje een donker foton is, maar eerder een ‘protofobisch X boson’, een boson dat slecht reageert met quarks en protonen. OK, betekent dit dat er een nieuwe natuurkracht is gevonden, waardoor alle schoolboeken weer herschreven kunnen worden? Nee, dat betekent het niet. Het experiment moet namelijk geverifieerd worden door een ander onafhankelijk experiment én er moet gekeken worden of de anomalie bij 140° niet door reguliere modellen kan worden verklaard. Eerst maar even afwachten dus. Bron: Gizmodo + Francis Naukas.

Comments

  1. rudiev zegt

    Het team van Krasznahorkay merkte op dat als de protonen onder een hoek van ongeveer 140° de dunne strip met lithiumatomen raakten er iets meer e-e+ paren ontstonden
    Ik vroeg me af waarom het bij een hoek van 140 graden gebeurd en dan niet bij een hoek van 40 graden.

    Maar in het nature artikel staat:
    http://www.nature.com/news/has-a-hungarian-physics-lab-found-a-fifth-force-of-nature-1.19957
    According to the standard model, physicists should see that the number of observed pairs drops as the angle separating the trajectory of the electron and positron increases.
    Maar als ik dit goed begrijp gaat het om de hoek tussen het elektron en positron.

  2. Tsja, de vraag is dus welke hoek nou precies wordt bedoeld, de hoek waarmee de protonen de lithium atomen raken of de hoek waarmee de elektronen en positronen uit elkaar gaan? Ik baseerde mij hierbij op de bron van Gizmodo, waarin te lezen valt: “When the protons smashed against the lithium at the precise angle of 140 degrees, more electrons and positrons poured out than expected.” Maar het artikel in Nature lezende (en die is beter dan Gizmodo) moeten we constateren dat het gaat om de hoek tussen de van elkaar wegvliegende elektronen en positronen. Bedankt voor je melding.

  3. http://arxiv.org/pdf/1604.07411v1.pdf

    De paper heeft het ook over de hoek tussen e+ en e-

    “Recently an anomaly has been reported in the opening angle and invariant mass distributions of e+ e pairs produced in 8Be nuclear transitions.”

  4. Wybren de Jong zegt

    Even een gedachtensprong met een andere kwestie:
    Zou de snelle vorming van gasreuzen zwaarder dan Jupiter, die in 1 miljoen jaar gevormd worden i.p.v. in meer dan 10 miljoen jaar, kunnen wijzen op een 5e natuurkracht? Met de zwaartekracht alleen lijkt die snelle vorming niet verklaard te kunnen worden.
    Zie de blog over de gasplaneten bij een babyster, die enkele dagen geleden door Olaf werd geschreven.

    • Ik denk niet dat die vijfde natuurkracht daar verantwoordelijk voor is, z’n bereik is namelijk veel korter dan de zwaartekracht. De kracht – áls ‘ie bestaat – zou een bereik hebben van slechts 12 miljardste van een millimeter.

      • Dat migreren kan wel eens bijdragen tot een snelle groei. Daardoor heeft de planeet een veel groter gebied dat het leeg kan slurpen. In een stabiele baan kan het alleen zijn eigen baan leegsnoepen.

Laat een reactie achter op rudiev Reactie annuleren

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: