Vårt universum styrs av fyra grundläggande krafter. Åtminstone är det vad fysiker länge har tänkt.
Men nu tyder ny forskning på att det finns en femte kraft, en upptäckt som kan öka mycket av modern fysik.
Den 23 oktober publicerade forskare vid Institutet för kärnforskning i Ungern en ny studie till arXiv-databasen med ytterligare bevis på en helt ny partikel som först föreslogs för tre år sedan. Döpt X17, denna partikel kan hjälpa forskare att lösa ett av de största mysterierna inom astronomi: vad mörk materia är.
Partikelns existens kräver också en omskrivning av partikelfysikens standardmodell, teorin som beskriver de grundläggande krafterna och klassificerar subatomära partiklar.
Men det är bara om partikelns existens kan verifieras. Det nya dokumentet har ännu inte granskats. Och de flesta fysiker är skeptiska - delvis för att ingen externa forskare ännu inte har kunnat validera tidigare resultat från samma forskargrupp Richard Milner, fysiker vid Massachusetts Institute of Technology som inte var involverad i forskningen, berättade för Live Science.
Under 2016 rapporterade samma grupp forskare de första bevisen på partikeln, i experiment gjorda med radioaktiva berylliumatomer. Fysikerna mätte ljuset och partiklarna som frigjordes av berylliet när det bröt ner. De märkte att emitterade par av elektroner och deras antimateriella partners, positroner, tenderade att gå snabbare i en viss vinkel, beteende som inte verkade förklarbart med befintlig fysik.
Genom att knyta siffrorna drog fysikerna slutsatsen att det måste finnas någon okänd mellanpartikel som berylliumet ruttnade in innan partikeln sedan sände ut elektron- och positronparet. Denna okända "partikel X" beräknades ha en massa av nästan 17 megaelektronvolt, därav namnet X17. (Som jämförelse gör X17 ungefär 34 gånger större än en elektron.)
Den nya studien lade till fler observationer av den föreslagna partikeln, sett i förfall av heliumatomer. En liknande experimentell uppsättning visade igen bevis på en mellanpartikel med effektivt samma massa. Resultaten visar att denna föreslagna X17-partikel inte är en fermion - den typ av partikel som utgör vanligt ämne - utan snarare en boson, en partikel som bär energi och ibland krafter. Detta betyder att X17 kan förmedla en tidigare okänd femte kraft, som fysikerna sa att skulle kunna hjälpa till att förklara mörk materia. Den mystiska substansen utgör 85% av materien i universum; det är detekterbart genom tyngdkraften men interagerar inte med ljus.
Men de flesta fysiker väntar på oberoende mätningar innan de accepterar resultaten.
"Jag är skeptisk. Jag tror att jag som experimentalist är min naturliga position när jag ser något liknande, men jag tror att det måste undersökas," sa Milner till Live Science.
En del av skepsisen uppstår eftersom Europeiska organisationen för kärnforskning, eller CERN, försökte jaga efter X17-partikeln och inte kunde hitta några bevis på den. Mot bakgrund av de nya bevisen kommer många fler grupper sannolikt att fortsätta söka efter partikeln, berättade Milner för Live Science.
Om bekräftat kan upptäckten också öppna ett helt nytt sätt att göra partikelfysik, sa Milner till Live Science. Under det senaste halva seklet har fysiker gjort stora framsteg när det gäller att definiera standardmodellen genom att fokusera på den högenergiska världen, som kräver enorma internationella samarbeten och dyra acceleratorer för att krossa partiklar tillsammans i en otrolig hastighet. Det nya arbetet, som utförs till mycket lägre energier och kostnader, skulle vara en helt ny riktning för fysiker att leta efter nya partiklar.
"Standardmodellen för fysik är mycket väl definierad," berättade Milner för Live Science. "Så om man hittar en ny interaktion utanför det är det bara oerhört viktigt."
