Kaliforniya Üniversitesi teorik fizikçilerinin Physical Review Letters dergisinde yayınlanan bir makalesine göre; bilinmeyen bir atom altı parçacığa işaret eden yeni buluşlar, beşinci bir doğal kuvvetin keşfedildiğinin kanıtı olabilir.
Fizik ve Astronomi profesörü Jonathan Feng, “Eğer doğruysa, bu devrim niteliğinde bir keşif,” diyor. “Onlarca yıldır dört doğal kuvvet olduğunu biliyoruz: yer çekimi, elektromanyetik, güçlü ve zayıf çekirdeksel kuvvetler. Bu beşinci muhtemel kuvvetin bulunması evren anlayışımızı tamamen değiştirir ve karanlık madde ile kuvvet kavramlarının birleşimine sebep olur.”
Kaliforniya Üniversitesi araştırmacıları, Macar Bilim Akademisi nükleer fizikçileri tarafından 2015 yılı ortalarında yapılmış bir deneyle karşılaştı. Macarlar, evrenin ağırlığının %85’ini oluşturduğu söylenen, görünmeyen karanlık maddenin işaretçisi olan “karanlık foton” üzerine çalışıyorlardı. Macarların çalışmaları, elektrondan 30 kat daha ağır olan bir ışın parçacığına işaret eden sıra dışı radyoaktif bozunmanın sebebini açığa çıkardı.
“Araştırmacılar bunun yeni bir kuvvet olduğunu iddia edemediler,” diyor Feng. “Sadece yeni bir parçacığı belirten bolca olay gördüler. Fakat bu bir cisim parçacığı mı yoksa kuvvet taşıyan bir parçacık mı, ondan emin olamadılar.”
Kaliforniya Üniversitesindeki ekip, Macar meslektaşlarının ve bu alanda yapılmış başka deneylerin verilerini incelediler; kanıtlar, cisim parçacıklarına da karanlık fotonlara da ters düşüyordu. Bunun üzerine yeni bir teori geliştirdiler; bu teori bütün verileri birleştirdi ve sonucun beşinci temel kuvvet olabileceğini belirledi. İlk incelemelerini Nisan sonunda halka açık arXiv sitesinde yayınladılar. Takip eden Cuma günüyse aynı sitede, ilk çalışmanın sonuçlarını destekleyen bir devam makalesi yayınladılar.
Bu çalışma gösteriyor ki parçacık, karanlık foton değil de “protofobik X bozon” olabilir. Normal elektrik kuvveti elektron ve protonlar üzerinde etkiliyken, bu yeni bozon sadece elektron ve nötronlarla –ve son derece kısıtlı bir aralıkta- etkileşiyor. İncelemenin yazarlarından fizik ve astronomi profesörü Timothy Tait, “Bu özelliklere sahip olduğunu gözlemlediğimiz başka bozon yok. Bundan bazen ‘X bozon’ olarak bahsediyoruz; bu sefer ‘X’ bilinmeyen anlamında.”
Feng deneylerin ilerletilmesinin şart olduğunu ekliyor. “Parçacık çok ağır değil, ve 50’lerden, 60’lardan beri laboratuvarlarımız bu parçacığı üretmek için gereken enerjiye sahip. Bu kadar zor bulunan bir şey olmasının sebebiyse etkileşimlerinin çok zayıf olması. Bununla beraber, parçacık çok hafif olduğu için tüm dünyada küçük laboratuvarlarında çalışan bir çok deney grubu var. Onlar şimdi nereye yönelmeleri gerektiğini biliyorlar ve bu ilk iddiaların devamını getirebilirler.”
Çoğu bilimsel dönüm noktası gibi, bu da yepyeni soru işaretleri uyandırıyor.
Feng’in kuşkusu; bu muhtemel beşinci kuvvetin, elektromanyetik kuvvet ile güçlü ve zayıf çekirdek kuvvetlerini çatısı altına alacak “daha büyük ve daha temel bir kuvvetin” varlığının ibaresi olabileceği yönünde.
Fizikçilerin standart parçacık modeli anlayışına atıfta bulunan Feng, “Parçacığın içinde bundan başka, kendi cismi ve kuvveti olan bir karanlık kısım olabilir de,” şeklinde yorum yapıyor. “Bu iki kısım bir şekilde, örtülü olarak ama temel kuvvetlerle kendi aralarında “konuşup” etkileşiyor da olabilir. Bu karanlık kısım kuvvetin kendini, Macar deneyinde gördüğümüz protofobik kuvvet olarak göstermesi de mümkün. Daha geniş anlamda, karanlık maddeyi anlamak için olan bizim asıl araştırmamızla örtüşüyor.”