القوة الخامسة

من الناحية التجريبية قد يكون من الصعب اختبار قوة أساسية جديدة. الجاذبية، على سبيل المثال، هي قوة ضعيفة لدرجة ان تفاعل الجاذبية بين جسمين معينين لا يعتد به الا عندما يكون لأحدهما كتله كبيرة. لذلك، فإننا بحاجة إلى معدات حساسة جدا لقياس تفاعلات الجاذبية بين الأجسام الصغيرة بالمقارنة مع الأرض. على هذا النحو قد تكون القوة الأساسية الجديدة أو «الخامسة» ضعيفة بالمثل، وبالتالي يصعب كشفها.

مع ذلك، في أواخر الثمانينيات، توصل باحثون على غرار فيشباخ وآخرون بوجود قوة خامسة، تعمل على مقاييس محلية (أي مع مجموعة من حوالي 100 متر) بعد أن كانو قد أعادوا تحليل [1] نتائج لوراند يوتفوس في وقت سابق من هذا القرن. فكان يعتقد أن هذه القوة مرتبطة بما يسمى فرط الشحنة. على مدى عدة سنوات لاحقة، فشلت العديد من التجارب الأخرى، لتكرار هذه النتيجة.[2]

هناك ثلاثة أنواع على الأقل من البحوث التي يمكن القيام بها في هذا المجال، اعتمادا على نوع ونطاق القوة التي يجري النظر فيها:

المعروف أيضا باسم الجاذبية الغير المحلية. هناك عدد قليل من الفيزيائيين [10][11][12] يعتقدون أن نظرية آينشتاين المعروفة للجاذبية سوف تضطر للتعديل، هذا التعديل لن يكون على نطاق صغير. وهذا من شأنه أن يغير قوة الجاذبية لتصبح قوة غير محلية. على اعتبار أن المادة المظلمة والطاقة المظلمة لم يفسرها النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، لذلك فمن الضروري إجراء بعض التعديلات على الجاذبية، وربما تنشأ الديناميات النيوتونية المعدلة  أو مبدأ الهولوغرافية. وهذا يختلف اختلافا جوهريا عن الأفكار التقليدية للقوة الخامسة، لأنها تزداد قوة مقارنة بالجاذبية على مسافات أطول.

في سنة 2015، لاحظ أتيلا كراسناوركاي وزملاءها من معهد البحوث النووية في دبرتسن المجرية، ظهور بوزونات ضوئية خفيفة جديدة أثقل ب 34 مرة من كتلة الإلكترون، أثناء محاولتهم للعثور على ما سمي الفوتون الداكن، حيث أطلق الفريق المجري بروتونات على الليثيوم 7، التي اخترقته ما أدي إلى خلق نواة البريليوم 8 الغير  مستقرة، والتي تلاشت لاحقًا إلى أزواج من الإلكترونات والبوزيترونات.

لوحظت حالات انحلال مفرطة عند زاوية 140 درجة بين البوزيترونات والإلكترونات، مع طاقة مركبة 17 ميف، مما يشير إلى أن جزءا صغيرا من البريليوم 8 سيلقي طاقته الزائدة في شكل جسيم جديد. وهكذا ناقضت نتائج هذه التجربة نظرية النموذج العياري، لذلك استنتج العلماء وجود تفسير آخر.

بعد حسابهم لكتلة هذا الجسيم الجديد، استنتجوا أنها ليست الكتلة المتوقعة ل ”فوتون الظلام ” الذي يبحثون عنه، ولكن يمكن أن تكون التجربة دليلا على شيء آخر. مباشرة بعد تحليلهم لهذا الشدود والبحث عن خصائص متوافقة مع نتائج تجارب سابقة استنتجوا أن هذا الجسيم قد يكون بوزونا غامضا كارها للبروتونات يعمل كحامل قوي قصير المدى؛ لا يتعدى مدى تأثيرها بضعة أضعف عرض نواة الذرة.[13]

• قوة أساسية
• نظام معقد

• بوابة الفيزياء