科学家即将发起寻找第五种基本力的实验,希望证明暗物质与暗能量的存在。虽然成功机率很小,不过一旦发现,将打开隐藏在我们视野外的异次元之门。
  
  在可观测宇宙中,大概只有 5% 由已知物质构成,其余为理论描述的暗物质占 26.8%、暗能量占 68.3%。据欧洲太空总署(ESA)解释,当你在完全黑暗的房间里点一把火,你只看得到被火照亮的东西,但这不代表你看不见的房间不存在,同理,暗物质也是,它们虽然不可见,但常被科学家形容为将星系固定在一起的「重力胶」。
  
  科学家也利用暗物质及暗能量解释宇宙的加速扩张现象,但至今为止没有人成功观测,我们依然不知道 90% 以上的宇宙由什麽构成。
  
  除了物质,物理学上还有四种已知的基本力:电磁力、重力、强核力(强交互作用)及弱核力(弱交互作用),电磁力不用多说,从日常生活到我们身体内部机能,都依赖这种力的驱动;重力让你站稳於地面;强核力是四种基本作用力中最强的,能抵抗质子之间强大的电磁力,将原子固定在一起,维持住原子核的稳定;弱核力则在辐射中起作用。
  
  而这四种力还无法帮助我们解释未知的暗物质及暗能量,因此,科学家相信宇宙中还有第五种基本力,负责控制暗物质与暗能量,将之与普通物质联系起来,并可以解决目前四种力中尚有疑点的论述。
  
  於本月在意大利国家核物理研究所(Italian National Institute of Nuclear Physics,INFN)弗拉斯卡蒂国家实验室展开的 PADME 实验,将观察正电子(positron,也称反电子)射进仅十分之一公厘厚的钻石碎片时,会发生什麽事。
  
  当正电子撞击钻石时会立即带负电的电子(electron)合并,在能量爆发中释出 2 个光子(photon)。假如第五种基本力存在,那麽实验只会看到 1 个光子,另 1 个假想的「暗光子」无法被仪器看见,但科学家能透过比较正电子的能量和射入方向,判断出是否出现了一个看不见的粒子。
  
  之後能计算暗光子的质量,科学家预测应该约为电子 50 倍(普通光子的静止质量为 0);接下来,科学家就可弄清楚暗光子会分解成哪些粒子(如果真的存在)。
  
  PADME 实验预计持续到今年年底,2021 年该仪器会转移到美国康乃尔大学,连接更强大的粒子加速器,扩大对暗光子的搜索能力。