물리학의 다섯 번째 힘은 실로 매달려 있습니다.

균형에 매달려있는 것은 현대 물리학의 기본 원칙 중 일부입니다. 일부 물리학 자들은 현재의 기본 이론을 확장하고 통합하려는 노력으로 다섯 번째 힘이 허용되고 요구되는 것을 요구한다고 믿고있다. 다른 사람들은 그러한 힘이 우주의 모든 평범한 문제를 능가하는 것처럼 보이는 신비한 암흑 물질에 빛을 비추기를 희망합니다. Irvine의 캘리포니아 대학교의 물리학 자 조나단 펑 (Jonathan Feng)은“알려진 군대를 통일하려는 우리의 시도가 조기에 있었기 때문에 다섯 번째가 통일 될 것임을 암시 할 것입니다.”

좋은 증거가 없을 때 자연의 또 다른 근본적인 힘에 대해 추측하는 이유는 무엇입니까? 원래의 동기는 갈릴레오 시대에도 감사했습니다. 질량에 대한 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 관성에서 비롯됩니다. 물체의 질량은 움직이는 "저항"이며, 이는 더 크게 더 큰 것이 될 수 있습니다. 다른 하나는 중력에서 비롯됩니다. Isaac Newton의 보편적 중력 법칙에 따르면, 사과와 지구와 같은 두 덩어리 사이에서 경험되는 중력의 힘은 질량의 산물을 그들 사이의 거리의 제곱으로 나눈 값에 비례합니다. 이 힘은 떨어지는 사과가 가속화하게합니다. 질량의 두 정의가 동일하다면 중력 가속은 가속되는 질량의 양에 의존하지 않는 경우

그래도 동일합니까? 그렇지 않다면 다른 질량은 다른 속도로 중력이 떨어질 것입니다. 더 큰 질량이 "더 빨리 떨어질 것"이라는 직관적 인 개념은 갈릴레오 전에 테스트에 동기를 부여했다. 네덜란드의 자연 철학자 인 사이먼 스티 빈 (Simon Stevin)은 1586 년경 델프의 시계탑에서 리드 볼을 떨어 뜨린 것으로 생각되며, 그들이 지상에 도달하는 데 걸리는 시간에 대한 감지 가능한 차이를 발견하지 못했습니다. 뉴턴 자신은 중력 가속도가 질량에 의존적이라면 다른 질량의 진자이지만 동일한 길이가 같은 스윙 기간을 가지고 있는지 여부를 측정함으로써 1680 년경에 아이디어를 테스트했습니다. 그의 연구는 1832 년 독일 과학자 Friedrich Wilhelm Bessel에 의해 더 정확하게 반복되었다. 그들 중 어느 것도 감지 가능한 차이를 찾지 못했다.

관성 및 중력 질량이 동일하다는 생각은 약한 동등성 원리로 알려져 있습니다. 아인슈타인이 1912-16 년경에 그의 일반 상대성 이론을 공식화했을 때 중요한 문제가되었으며, 이는 중력으로 인한 가속도가 여유 공간에서 동일한 힘을받는 물체의 가속도와 동일하다는 중심 아이디어에 달려있었습니다. 그것이 사실이 아니라면, 일반 상대성 이론은 작동하지 않습니다.

메릴랜드 Gaithersburg의 National Institute of Standards and Technology 인 High-Precision Measurement의 메카에서 일하는 Stephan Schlamminger는“동등성 원칙은 일반 상대성의 기본 가정 중 하나입니다. “따라서 철저히 테스트해야합니다. 동등성 원칙의 테스트는 비교적 저렴하고 단순하지만 위반이 발견되면 큰 영향을 줄 수 있습니다. 이 실험을 수행하지 않는 것은 부주의 할 것입니다.”

약한 등가 원칙이 실패하면 두 가지 가능성이 있습니다. 두 질량 사이의 중력에 대한 뉴턴의 표현 (중력이 극단적이지 않으면 일반 상대성이 예측하는 것)은 약간 부정확하고 조정이 필요합니다. 또는 중력은 그것이 서있는대로 괜찮을 수도 있지만, 다르게 보이게하는 새로운 다섯 번째 힘이있을 수 있습니다. 그 다섯 번째 힘은 우리가 이미 알고있는 4 개, 중력, 전자기, 원자 핵 내부의 아 원자 입자의 상호 작용을 지배하는 강하고 약한 핵 세력을 추가 할 것입니다. Fischbach는“수정 된 중력”이든 다섯 번째 힘에 대해 생각하든 결국 의미 론적 차이는 말한다.

Feng은 어느 쪽이든“지금까지 눈치 채지 못한 다섯 번째 힘이 없을 이유가 전혀 없다”고 말했다.

아인슈타인이 그의 새로운 중력 이론을 고정시킬 때까지, 약한 동등성 원칙은 이미 매우 정확한 테스트를 거쳤습니다. 19 세기 말 부다페스트 대학교에서 일하는 바론 로라 른드 엘 트 브라 (Baron Loránd Eőtvős)라는 헝가리 귀족은 두 가지 질량을 섬세한 균형에 넣어 테스트 될 수 있음을 깨달았습니다.

eőtv useds는 비틀림 균형으로 알려진 도구를 사용했습니다. 그는 실로 매달린 수평 막대 끝에 두 개의 물체를 부착했습니다. 물체의 무게 (동일한 중력 질량)가로드의 균형을 수평으로 균형을 잡는 경우. 그러나 대중들은 또한 물체의 관성 덩어리에 따라 지구의 회전으로 인한 원심력을 경험합니다. 관성 질량이 중력 질량과 동일하면 모든 힘이 균형을 이루고 막대는 여전히 유지됩니다. 그러나 그들이 다르면, 대중은 지구의 회전으로 인해 수평에서 벗어나는 경향이 있습니다.

그리고 두 질량이 다른“스윙”을 경험한다면, 약한 동등성 원리와의 편차가 구성에 의존하기 때문에 우리의 가능성이있을 것입니다. 그리고로드는 순 비틀림 력 (토크)을 경험하고 회전합니다. 이 회전이 매우 미미하더라도 막대에 부착 된 거울로부터 광선의 편향을 측정함으로써 감지 될 수있다.

사실, 중력의 힘은 어쨌든 지구의 장소마다 약간 다릅니다. 지구는 부드러운 균일 한 구체가 아니기 때문입니다. 바위는 밀도가 다르므로 매우 약간 다른 중력 줄다리기 를가집니다. 그리고 e prectvős의 실험의 정확성에 따라 근처 대학 건물의 존재조차도 결과를 방해 할 수 있습니다. 이러한 로컬 변형을 제거하는 한 가지 방법은 매달려있는 막대의 두 가지 다른 방향 (예, 동서 및 남북 방향에 대한 측정을 수행하는 것입니다. 둘 다 중력의 동일한 국소 영향을 경험해야하지만 원심력은 다를 것이므로 약한 등가와의 편차는 두 측정 사이의 토크의 차이로 나타납니다. 이 접근법은 균형 실험을 설정하는 일반적인 전략에 맞습니다. 두 테스트 덩어리 또는 구성 사이의 중력 가속 :그렇게하면 지역 효과 나 절대 힘을 정확하게 측정 할 수있는 방법에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

그러나 지역의 섭동은 또한 시간이 다를 수 있습니다. 지나가는 트럭조차도 작은 중력 교란을 유발할 수 있습니다. 그래서 연구원들은 그러한 것들을 배제하기 위해 돌봐야했습니다. 실제로, 관찰 실험자의 존재조차도 중요 할 수 있습니다. 그래서 헝가리 과학자들은 균형이 쉬게되면서 실험실로 뛰어 들기 위해 실험실로 튀어 나와 그들의 존재에 적응할 시간을 갖기 전에 측정을 만들었습니다 (비틀기 기간은 40 분 느리 셨습니다).

eőtv builts는 정밀 공학의 걸작 인 수정 된 비틀림 균형을 구축했습니다. 매달린 막대의 한쪽 끝에는 표준 백금 질량이 있었고, 다른 재료의 샘플은 다른 쪽 끝에서 매달렸다. 막대는 방향을 바꿀 수있는 삼각대에 장착되었습니다. 움직이는 부품에 부착 된 망원경과 거울은 막대의 회전이 발생했는지 보여줄 수 있습니다. 환경 온도의 작은 불균형은 장치의 뒤틀림을 유발하여 가짜 회전을 초래할 수 있으며, 따라서 전체 어셈블리는 밀봉 된 단열 챔버에 싸여있었습니다. 실험을 더욱 절묘하게 정확하게 만들기 위해 연구원들은 나중에 어두워지고 닫힌 공간에서이를 수행하여 온도 변화를 일으킬 수 없도록했습니다. 더구나, 그들은 장치를 해초로 단열 된 이중 텐트 안에 넣었습니다.

헝가리 연구자들은 1889 년에 비틀림 균형 실험을 시작했는데, 2 천만에서 한 부분의 정확도를 가진 여러 다른 재료의 질량에 대한 관성 중단 질량 등가의 편차로 인해 감지 가능한 회전이 발견되지 않았을 때

19 세기 말까지 약한 동등성 원칙을 의심 할 이유가없는 것 같았습니다. 그러나 바로 그 당시 새로운 이유가 나타나기 시작했습니다. 우선, 방사능의 발견은 원자 내부에 잠겨있는 미지의 에너지 공급원의 존재를 제안했다. 또한 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 물질과 질량에 대한 새로운 관점을 제공했습니다. 질량은 에너지로 변환 될 수 있었으며, 속도에 민감하여 물체의 속도가 빛의 속도에 접근함에 따라 증가했습니다. 이 모든 것을 염두에두고 1906 년 독일의 고 팅겐 왕립 과학 협회는“관성과 중력”의 동등성에 대한보다 민감한 테스트에 대한 4,500 마크 상을 제공했습니다.

eőtv himselfs 자신은 싸움으로 돌아 오는 것을 저항 할 수 없었습니다. Fischbach는“그는 이런 종류의 실험에서 세계 전문가였습니다. 그와 그의 학생들은 부다페스트에있는 Dezs students Pekár와 Jenő Fekete가 비틀림 균형 실험을 뿌려 구리, 물, 석면, 조밀 한 목재 등 다양한 재료를 테스트하는 데 수천 시간을 투자했습니다. 그들은 1909 년에 그들의 발견을 제출하여 2 억에 달한 한 부분의 정확도가 향상되었다고 주장했다. 그러나이 작품에 대한 전체 보고서는 1922 년까지 Eőtvls의 사망 후 3 년 동안 발표되지 않았습니다. 그의 다른 학생 인 János Renner는 1935 년 헝가리어에 작업을 계속했으며, 약한 동등성 원칙을 20 ~ 5 억의 한 부분으로 확인한다고 주장했습니다.

당시에 그런 감도가 실제로 가능 했습니까? 일반 상대성 전문가 인 물리학 자 로버트 디크 (Robert Dicke)는 1960 년대에 같은 질문에 도달했을 때 의심을 표명했습니다. Dicke의 비판이 유효한지 여부에 관계없이, 그와 그의 동료들은 더 정교한 비틀림 균형을 사용하여 1,000 억 분의 1의 정확성을 달성했습니다. 그들은 지구의 중력이 아니라 태양의 중력으로 인한 시험 질량의 가속도를 측정함으로써 그렇게했습니다. 이것은 균형을 회전시켜 균형을 방해 할 필요가 없음을 의미했습니다. 지구가 태양 주위로 움직일 때 중력 매력의 방향이 회전되었습니다. 약한 동등성과의 편차는 지구의 회전과 함께 24 시간마다 24 시간마다 다양한 신호로 나타 났으며, 국소 중력 변화 또는 기타 교란으로 인해이 신호를 구별하는 정확한 방법을 제공해야합니다. Dicke와 그의 동료들은 그러한 편차의 징후를 보지 못했습니다. Newton의 중력 법칙은 다섯 번째 힘으로 개정되어야한다는 것을 나타내지 않습니다.

물리학 자들은 지금 만족 했습니까? 그 어느 때보 다?

Fischbach는 1975 년 Purdue 동료 Roberto Colella와 동료들이 수행 한 실험에 대한 소식을 듣고 다섯 번째 힘에 관심을 가지게되었으며, 이는 아 원자 입자에 대한 Newtonian Gravity의 영향을 조사했습니다. Fischbach는 중력이 Newton의 이론, 중력에 대한 적절한 설명이 아니라 일반적인 상대성 이론을 만들 정도로 강한 상황에서 아 원자 입자와 유사한 실험을 수행 할 수 있는지 궁금해했다.

그는 입자 가속기에서 생산되는 Kaons와 그들의 안티 산물 형제 자매 반동인이라는 이국적인 입자를 사용하는 것에 대해 생각하기 시작했습니다. 시카고 근처의 Fermilab Accelerator 시설에서 Kaons의 연구를 분석하면 Fischbach는 어떤 종류의 새로운 힘이 입자의 행동에 영향을 미칠 수 있다고 의심했으며, 이는 Baryon Number라는 수량에 민감한 b .

이것은 질량이나 에너지와 달리 일상적인 의미가없는 기본 입자의 특성입니다. 그것은 원자 핵의 양성자와 중성자를 구성하는 쿼크와 ​​골동품이라고 불리는 훨씬 더 근본적인 구성 요소의 단순한 산술 합계와 같습니다. 그러나이 새로운 힘이 바리온 수에 의존한다면, 다른 화학 요소마다 다른 수의 양성자와 중성자가 있기 때문에 재료의 화학적 조성에 의존해야합니다. 보다 정확하게는 b 의 비율에 따라 다릅니다. 성분 원자의 질량에. 원자 질량은 양성자와 중성자의 합에서 나오기 때문에이 비율은 모든 것에 대해 일정해야 할 것 같습니다. 그러나 실제로 모든 구성 요소의 총 질량의 작은 부분은 원자에서 원자까지 다른 에너지로 변환됩니다. 따라서 각 요소에는 고유 한 b 가 있습니다 /질량 비율.

작곡에 의존하는 힘… 글쎄, e etvős가 찾고 있던 것이 아니 었습니까? Fischbach는 돌아가서 헝가리 남작의 결과를 자세히 살펴보기로 결정했습니다. 1985 년 가을, 그와 그의 학생 캐릭 탈마지는 b 를 계산했습니다. /eőtvős와 그의 학생들의 샘플의 물질에 대한 질량 비율. 그들이 발견 한 것은 그들을 놀라게했다.

헝가리 팀은 다른 물질의 측정 된 중력 가속에 대한 매우 작은 편차를 발견했지만 어떤 패턴도 부족하여 무작위 오류 일뿐입니다. 그러나 Fischbach와 Talmadge가 b 에 대한 이러한 편차를 그렸을 때 /질량 비율, 그들은 직선 관계를 보았으며, 질량 사이의 매우 작은 반발을 유발하여 중력 매력을 약화시키는 힘을 시사합니다.

e comptvős 샘플의 화학적 조성은 뱀 우드와“수 에트”를 위해 항상 추론하기가 쉽지는 않았지만, 그들이 볼 수있는 한, 관계는 일어 섰습니다. 가장 눈에 띄는 경우 중 하나에서 백금 및 황산염 결정은 동일한 편차를 갖는 것으로 판명되었습니다. 이 두 물질 (밀도 등)에 대한 모든 것은 다르고, 거의 동시에 b 에 대해서는 다릅니다. /질량 비율.

Fischbach와 Talmadge는 1986 년 헤드 라인을 잡는 1986 년 논문에서 이러한 결과를 발표했으며, Postdoc Peter Buck의 도움을 받아 독일어의 명령으로 Eltvős 팀의 원래 1922 보고서를 번역 할 수있었습니다. Purdue Group의 논문은 Dicke에 의해 검토되었으며, 그는 의심을 불러 일으켰지 만 결국 출판되어야한다고 느꼈습니다. Dicke는 나중에 eőtvős 측정의 이상이 장치의 온도 그라디언트에 의해 설명 될 수 있다고 주장하는 논문을 따랐다. 그러나 그러한 일상적인 환경 영향이 어떻게 바리온 수와 같은 이국적인 수량과 그러한 설득력있는 상관 관계를 생산하는지 보는 것은 어려웠습니다.

Fischbach는“우리 논문이 본질적으로 새로운 힘의 존재를 제안하고 있다는 것을 고려할 때,“참조 과정이 그와 마찬가지로 순조롭게 진행 된 것은 놀라운 것처럼 보일 수 있습니다”라고 말했습니다. 그러나 아마도 5 번째 힘이 존재할 수 있다고 의심해야 할 이론적 및 실험적 이유가 이미 있다는 사실에 의해 경로가 부드러 났을 것입니다.

1955 년에 중국계 미국인 물리학 자 T.D. Lee와 C.N. 2 년 후 기본 입자 상호 작용에 대한 작업으로 노벨상을 공유 한 양은 바리온 수에 달려있는 새로운 힘에 대한 아이디어를 탐구했으며 심지어 e tvős의 작품을 사용하여 그것이 얼마나 강한 지에 대한 제한을 설정했습니다. Lee는 그의 신문이 출판 된 지 일주일이 지난 후 Fischbach를 만났고 그를 축하했습니다.

또한 1970 년대 후반 호주의 두 명의 지구 물리학자인 Frank Stacey와 Gary Tuck은 Newton의 중력 매력 방정식의 질량과 관련된 중력 상수의 깊은 광산에서 정확한 측정을 수행했습니다. 그들은 이전에 실험실에서 측정 한 것과는 상당히 다른 값을보고했습니다. 이러한 결과를 설명하는 한 가지 방법은 몇 킬로미터 거리에서 행동하는 새로운 힘을 불러 일으키는 것이 었습니다. Stacey와 Tuck의 측정은 1970 년대 초 일본 물리학 자 Yasunori Fujii가“Non-Newtonian Gravity”의 가능성에 대한 작업에서 부분적으로 영감을 받았습니다.

1986 년 이후 사냥이 시작되었습니다. 다섯 번째 힘이 실제로 수십에서 수천 미터의 거리에서 작용한다면, 뉴턴 중력이 지구 표면 위의 자유 낙하에 대해 예측하는 편차를 감지 할 수 있어야합니다. 1980 년대 후반 매사추세츠 주 베드포드에있는 Hanscom에있는 미국 공군 연구소의 한 팀은 노스 캐롤라이나의 600 미터 텔레비전 타워의 중력으로 인해 가속도를 측정했으며 실제로 Fischbach의 반복적 인 5 번째 힘과는 대조적으로“6 번째 부대”인 것처럼 보이는 것에 대한 증거를보고했습니다. 그러나 후속 분석 후, 이러한 주장은 증발했다.

가장 광범위한 연구는 시애틀의 워싱턴 대학교에서“eottvős”(“ERT-WASH”에 가깝다)를 EOT-WASH 그룹이라고 불리는 물리학 자 팀에 의해 수행되었습니다. Fischbach에 따르면 그들은 핵 물리학 자 에릭 아델 버거 (Eric Adelberger)에 의해 공동으로 이어졌다. EOT-WASH 팀은 최첨단 비틀림 잔액을 사용하여 측정에서 인공물을 제거하기 위해 모든 예방 조치를 취했습니다. 결과 :아무것도.

1986 년 발표 직후 뉴욕 업튼에있는 Brookhaven National Laboratory의 Peter Thieberger가 1986 년 발표 직후에 가장 연상적이고 암시적인 실험 중 하나가 시작되었습니다. 그는 물 탱크에 속이 빈 구리 구를 떠서 절벽 가장자리 근처에 놓았습니다. 1987 년 Thieberger는이 구가 가장자리 방향으로 일관되게 움직였으며, 주변 암석의 중력 매력은 더 작았습니다. 이것은 저명한 물리 저널에 출판 된 다섯 번째 힘에 대한 유일한 확증적인 증거였습니다. 왜 혼자서 그런 것을 보았습니까? 그것은 여전히 ​​미스터리입니다. Fischbach는“Thieberger의 실험에 무엇이 잘못되었는지는 확실하지 않습니다.

1988 년까지 Fischbach는 5 번째 힘을 검색하는 45 개 이상의 실험을 계산했습니다.  그러나 5 년 후 Thieberger만이 그 징후를 만들었습니다. Fischbach는 1986 년 논문 10 주년을 기념하기위한 대화에서“현재 뉴턴 중력의 예측과의 편차에 대한 강력한 실험적 증거는 없다.

Fischbach가 끔찍하게 말한 것처럼, 그는 존재하지 않는 무언가를 발견 한 것처럼 보였습니다. 이 분위기는 물리학 자 로렌스 크라우스 (Lawrence Krauss)에 의해 포착되었으며, 예일 대학교 (Yale University)에서 1986 년 논문에 공식적으로 물리 검토 편지 에 응답함으로써 응답했습니다. 그의 1638 년 책 2 개의 새로운 과학에 대한 담론 에보고 된 Galileo의 Gavity에서 굴러가는 공의 가속화에 대한 Galileo의 실험을 다시 분석했다고 주장하는 스푸핑 용지. 그리고 "세 번째 힘"(중력과 전자기 외에)에 대한 증거를 찾았습니다. 이 논문은 저널에 의해 제출 된 것과 같은 정신으로 거부되었습니다.

수십 년 동안 다섯 번째 힘의 거의 보편적 인 비 탐지 후, 게임이 끝났다고 생각할 수도 있습니다. 그러나 물리학 자들이 과학의 기초를 확장하려고 할 때 다섯 번째 힘을 믿는 이유가 점점 더 매력적이고 다양 해졌다. Fischbach는“현재 다섯 번째 힘의 원천이 될 수있는 새로운 기본 상호 작용을 제안하는 수천 개의 논문이 있습니다. “이론적 동기는 매우 압도적입니다.”

예를 들어, 모든 알려진 입자와 그 상호 작용을 설명하는 "표준 모델"을 넘어 물리학을 확장하려는 최신 이론은 다음 현실의 층을 발견하려고 시도 할 때 새로운 상호 작용에 대한 몇 가지 가능성을 던집니다. 이러한 이론 중 일부는 전자기, 강력 및 약한 힘이 광자와 같은 "힘 입자"와 관련이있는 것으로 알려진 것처럼 이전에 알려지지 않은 힘의 "캐리어"역할을 할 수있는 새로운 입자를 예측합니다.

Modified Newtonian Dynamics (Mond)라는 Newtonian Gravity의 편차를 예측하는 모델 그룹은 또한 중력 적 인력을 통해 일반적인 물질과 만 상호 작용하는 가상의 "어두운 물질"을 호출함으로써 전통적으로 설명되는 은하에서 별의 움직임의 일부 측면을 설명하기 위해 제시되었습니다. Mond 이론을 뒷받침하는 명확한 증거는 발견되지 않았지만 일부 물리학 자들은 암흑의 입자에 대한 광범위한 검색이 징후를 일으키지 않았기 때문에 점점 더 유망한 것으로 나타났습니다.

대안으로, Feng은 다섯 번째 힘 인 Feng은 우리가 암흑 물질 자체에 대해 알아내는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. 우리가 아는 한, 암흑 물질은 중력을 통해서만 다른 문제와 상호 작용합니다. 그러나 Feng은 다섯 번째 힘을 느끼는 것으로 판명되면“포털 '을 제공하여 순전히 중력이 아닌 방식으로 암흑 물질과 상호 작용할 수 있으므로 암흑 물질이 무엇인지 이해할 수 있습니다.”

게다가, 현재 가장 선호되는 문자열 이론과 마찬가지로 친숙한 세 가지를 넘어서 공간의 추가 차원을 불러 일으키는 일부 이론은 짧은 거리의 밀리미터 이하로 작용하는 중력과 비슷한 힘이있을 수 있지만

그것이 일부 연구자들이 지금보고있는 규모입니다. 그것은 매우 작은 간격으로 분리 된 작은 덩어리 사이에서 강력한 정밀도로 힘을 측정하는 것을 의미합니다. 3 년 전 Fischbach와 동료들은 40 ~ 8,000 만 분의 1 백만 분의 작은 입자를 위해이 작업을 시작했습니다. 그러한 측정의 어려움은 Casimir Force라고 불리는이 객체 사이에 이미 매력의 힘이 있다는 것입니다. 이것은 더 밀접한 접근 방식에서 작동하고 분자를 약하게 고수하는 소위 반 데르 발스 힘과 동일한 기원을 가지고 있습니다. 이 힘은 물체에있는 전자 구름의 동기화 된 슬로 싱에서 나오며, 이는 전자 전하로 인해 정전기 인력을 야기합니다. 카시미르 힘은 기본적으로 van der waals가 물체가 몇 나노 미터보다 훨씬 멀리 떨어져있을 때 틈새에 대한 전자 변동 사이의 시간 지연이되는 것입니다.

Fischbach와 그의 동료들은 Casimir 힘을 억제하는 방법을 찾아서 테스트 덩어리를 금 층으로 코팅하여 약 백만 배 정도 약합니다. 그들은 골드 코팅 된 사파이어 구슬을 약 1,50 만 분의 1 밀리미터로 반경으로 고체 판에 부착했으며, 그 동작은 전자적으로 감지 될 수있었습니다. 그런 다음 비드 바로 아래에서 금과 실리콘 패치로 패턴 화 된 미세 디스크 패턴을 회전시켰다. 금과 실리콘에 의해 가해지는 힘에 차이가 있다면, 그것은 구슬의 진동을 생성해야한다. 그들은 그러한 효과를 보지 못했기 때문에 이러한 미세한 척도에서 물질 의존적 5 세력의 가능한 강도에 훨씬 더 엄격한 한계를두고 있습니다.

이 지역에서는 비틀림 균형 측정도 사용할 수 있습니다. 도쿄 대학의 우주 레이 리서치 연구소 (Institute for Cosmic Ray Research)의 연구원들은이 장치를 사용하여 다섯 번째 힘으로 인한 표준 카시미르 힘의 편차를 찾았습니다. 그들이 발견 한 것은 그러한 힘이 얼마나 강한 지에 대한 아직 더 엄격한 하한이었습니다.

다섯 번째 힘을 직접 감지 할뿐만 아니라 Fischbach가 원래 보는 것처럼 생각하는 방식을 발견 할 수 있습니다. 기본 입자의 고 에너지 충돌을 통해. 2015 년 Attila Krasznahorkay가 이끄는 헝가리 Debrecen의 핵 연구 연구소 팀은 리튬 호일에서 양성자를 발사하여 전기와 안티전자의 대응제 포지 트론을 방출함으로써 부패함으로써 형성된 불안정한 형태의 베릴륨 원자가 형성 될 때 예상치 못한 일을보고했습니다. 핵 물리학의 표준 이론은 설명 할 수 없었던 약 140 도의 각도로 샘플에서 배출 된 전자-포지트론 쌍의 수가 증가했습니다.

결과는 Feng과 그의 동료들이 작년에 새로운“힘 입자”의 임시 형성으로 설명 될 수 있다고 제안하여 전자와 양전자로 빠르게 붕괴 될 때까지 무시되었다. 다시 말해,이 가상의 입자는 다섯 번째 힘을 가질 것이며, 몇 조의 밀리미터 단위로 매우 짧은 범위가 있습니다.

다른 연구자들에 의해 아직 복제되지는 않았지만 헝가리 연구 결과는 매우 견고 해 보입니다. Feng은 말한다. Feng은 말한다. "그 이상으로, 데이터는 새로운 입자로 인한 가설에 아름답게 적합합니다."라고 그는 말합니다. "그러한 새로운 입자가 존재한다면 이것이 바로 그것이 어떻게 밝혀 질 것인지입니다." Schlamminger는 Feng의 헝가리 관찰에 대한 해석이“2016 년에 일어난 흥미로운 일 중 하나”라는 데 동의합니다.

Feng은“우리는 그것이 새로운 입자임을 아직 확인하지 못했습니다. 그러나 적어도 40 년 동안 입자 물리학에서 가장 큰 발견 인 경우 혁명적 일 것입니다.” 그의 이론적 연구는 추정 된 새로운 입자가 전자보다 33 배 더 무겁다 고 예측합니다. 그렇다면 입자 충돌을하기가 어렵지는 않지만보기가 어려울 것입니다. Feng은“이것은 매우 약하게 상호 작용하고 있으며, 우리는 이전의 모든 실험을 피했을 것임을 보여주었습니다. 아마도 그는 제네바의 입자-물리 센터 CERN의 대형 Hadron Collider와 같은 콜리드에서 추구 할 수 있다고 덧붙였다.

그러므로 다섯 번째 힘의 가설은 지친 것 외에는 무엇이든간에. 실제로 입자 물리학의 표준 모델이나 일반 상대성 이론에 의해 현재 이론에 의해 설명 할 수없는 기본 물리 또는 우주론에서의 관찰은 물리학 자들이 어둠의 물질과 암흑 에너지와 같은 새로운 힘이나 새로운 유형의 물질에 대해 이야기 할 수있는 적절하다고 말하는 것이 공평합니다. 그것은 단순히 물리학이 항상 일한 방식입니다. 다른 모든 것이 실패하면 보드에 새 작품을 놓고 어떻게 움직이는 지 봅니다. 물론, 우리는 아직 다섯 번째 힘에 대한 설득력있는 증거를 보지 못했지만, 어둠의 물질이나 초대칭 또는 여분의 차원의 직접적인 징후를 보지 못했고 외모를 원하지 않았습니다. 우리는 다섯 번째 부대가 거주 할 수있는 많은 영토를 배제했지만 여전히 그림자에 많은 지형이 남아 있습니다.

어쨌든 검색은 계속됩니다. 2016 년 4 월, 유럽 우주국은 전례없는 정확도로 우주의 약한 동등성 원리를 테스트하는 것을 목표로하는 현미경이라는 프랑스 위성을 시작했습니다. 그것은 두 개의 중첩 된 금속 실린더를 자유 낙하에 배치 할 것입니다. 한 쌍은 동일한 무거운 백금-로디움 합금으로 만들어졌으며 다른 쌍은 더 가벼운 티타늄-바나듐-알루미늄의 외부 실린더를 가지고 있습니다. 실린더가 재료에 약간 의존하는 속도로 떨어집니다. 따라서 약한 등가 원칙과의 편차가 현재 지구 기반 실험에서 감지 할 수있는 것보다 약 100 배 더 작은 수십 조의 한 부분에서 발생하는 경우 위성의 전기 센서의 차이를 측정 할 수 있어야합니다.

현미경 프로젝트를 관리하는 프랑스 항공 우주 연구 센터 (ONERA)의 과학자 인 Joel Bergé는“String-theory 모델은 WEP 위반이 10 조의 한 부분 미만으로 예측됩니다. 그는 미션의 과학 작전이 지난 11 월에 시작되었으며 첫 번째 결과는 올 여름에 출판 될 것이라고 말했다.

이러한 첨단 기술 연구에도 불구하고 Fischbach가 계속 돌아 오는 것은 Eltvős 비틀림 균형 실험입니다. 당시 헝가리 인들은 구성에 의존하는 다섯 번째 힘을 기대할 수있는 이론적 동기가 없었습니다. Fischbach는“데이터를 설명 해야하는 것은 단순히 개념적으로 존재하지 않았고 개념적으로 존재할 수 없었습니다. 그럼에도 불구하고 그들은 무작위로 결과의 산란이 아니라 체계적인 편차를 보는 ​​것 같습니다. Fischbach는“나는 계속 생각하고있을 것입니다. 아마도 그들이 한 일에 대해 뭔가를 놓치고있을 것입니다. "여전히 퍼즐입니다."