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| 構成 | 素粒子 |
|---|---|
| 家族 | ボソン |
| インタラクション | 第五勢力 |
| 状態 | 未確認 |
| シンボル | X17 |
| 理論化された | 2015 |
| 質量 | 17.01 ± 0.16 MeV/ c 2 [1] |
| 平均寿命 | 10 −14 秒[2] |
| 崩壊して | 電子1個と陽電子1個 |
| 電荷 | 0電子 |
X17粒子（X17ボソン）は、アッティラ・クラスナホルカイと彼の同僚が、ある異常な測定結果を説明するために提唱した仮説上の素粒子である。これらの異常な測定は、ATOMKI異常またはベリリウム（8Be）異常、あるいはX17異常として知られている。[ 2 ] [ 3 ]この粒子は、ベリリウム8原子核の核遷移中に生成される粒子の軌道経路およびヘリウム原子核で観測される広い角度を説明するために提唱されている。[4] X17粒子は、おそらく暗黒物質と関連している、仮定された第5の力の力のキャリアである可能性があり、 [4]質量が約1.5質量％のプロトフォビック（すなわち、陽子を無視する）[5]ベクトルボソンとして説明されている。 17 MeV/ c 2 . [4]
歴史
2015年、ハンガリー原子核研究所ATOMKIのKrasznahorkayと彼の同僚は、質量が約1.5Kgの新しい軽いボソンの存在を仮定した。17 MeV/ c 2 （つまり、電子の34倍重い） [6]。ダークフォトンを見つけるために、研究チームはリチウム7の薄いターゲットに陽子を発射し、励起状態のベリリウム8原子核を生成し、それが基底状態に崩壊して電子と陽電子のペアを生成した。[2]過剰崩壊は、
e+
そして
e−
粒子と約17 MeV/ c 2。これは励起されたベリリウム8のごく一部が、新たな粒子の形で余分なエネルギーを放出する可能性があることを示している。この結果は研究チームによって再現された。[4]
フェンら（2016）[7]は、質量が16.7 MeV/ c 2という、フェムトメートル領域の中性子や電子に比べて陽子への結合が抑制された力は、データを説明できるかもしれない。この力は、g − 2 ミューオン異常を説明し、暗黒物質の候補となる可能性がある。2019年現在、これらの結果を検証または反証するための研究実験がいくつか行われている。[6] [7][アップデート]
Krasznahorkay (2019) [8]は、彼とATOMKIのチームが、安定したヘリウム原子の崩壊において、ベリリウム8で観測されたものと同じ異常を観測することに成功し、X17粒子の存在を裏付けたことを発表するプレプリントを投稿した。[8]
このことは科学ジャーナリズムで取り上げられ、主にX17粒子とそれに対応する第五の力が暗黒物質の探索にどのような影響を与えるかに焦点が当てられました。[9] [10] [11]
2021年にイタリアのローマにあるエンリコ・フェルミセンターでワークショップ「X17に光を当てる」が開催された。ワークショップでは、ATOMKI異常とその理論的解釈、そしてそれを確認・説明するための将来の実験について議論された。[12]オリジナルのATOMKIリチウム・ベリリウム実験を繰り返すことを計画している実験の1つは、PSI研究所のMEG IIであり、測定は（2021年に）2022年に完了する予定であった。 [13] [14] [15]また、モントリオールにあるモントリオール大学の6MV（6メガボルト）タンデムヴァンデグラフ施設では、ATOMKI測定の再現を試みる実験が行われており、データの取得は2023年初頭に行われる予定である。[16]
2022年には、KrasznahorkayらによってX17粒子仮説を支持する別のプレプリントが発表されました。[17]
CERNのNA64実験とNA62実験は、それぞれ2021年[18] [19]と2023年[20] [21]に、X17粒子の存在に厳しい制限を課す探索の結果を 報告した。
2023年初頭、MEG II実験はATOMKIリチウム・ベリリウム実験の再現を実施したが、2024年1月現在、結果はまだ公表されていない（測定は2023年初頭に行われた）。[22] 2024年9月現在、測定結果の分析は行われているが、論文は公表されていない。[23]
懐疑論
2019年12月現在、この粒子について記述したATOMKI論文は査読を受けて[アップデート]いないため、暫定的なものとみなされるべきである。[24] 2019年後半には、 Acta Physica Polonica Bにフォローアップ論文が発表された。[1] CERNと他のグループによるこの粒子の独立検出の取り組みは、これまでのところ成功していない。[25]
ATOMKIグループは2016年初頭に他のさまざまな新粒子を発見したと主張していたが、後に偽信号の原因を説明することなくこれらの主張を放棄した。同グループはまた、新粒子を支持する結果だけを厳選し、無効な結果を破棄したとして非難されている。[5] [26]
X17粒子は標準モデルと一致しないため、その存在は別の理論によって説明される必要がある。[3]
参照
参考文献
- ^ ab クラスナホルカイ、AJ;チャトロス、M.シゲ、L.フィラク、D.グリアス、J.ナジ、Á。サス、N.ティマール、J.トルニー、TG (2019)。 「核遷移で観察されるX(17)軽粒子候補について」。アクタ フィジカ ポロニカ B . 50 (3): 675。書誌コード:2019AcPPB..50..675K。土井：10.5506/APhysPolB.50.675。S2CID 126936875。
- ^ abc Krasznahorkay, AJ; et al. (2016年1月26日). 「8 Beにおける異常な内部対生成の観測：軽い中性ボソンの可能性」. Physical Review Letters . 116 (42501): 042501. arXiv : 1504.01527 . Bibcode :2016PhRvL.116d2501K. doi :10.1103/PhysRevLett.116.042501. PMID 26871324. S2CID 206268170.
- ^ ab O'Callaghan, Jonathan (2019年12月9日). 「新しいX17粒子の証拠が報告されたが、科学者は警戒している」。Scientific American 。 2019年12月9日閲覧。
- ^ abcd Cockburn, Harry (2019年11月21日). 「科学者が自然の第5の力を発見した可能性があると研究室が発表」。The Independent。2022年5月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年11月21日閲覧。
- ^ ab Wolchover, Natalie (2016年6月7日). 「『第五の力』の証拠が精査される」. Quanta Magazine . 2019年11月20日閲覧。
ハンガリーの研究所が物理学の革命につながる可能性のある異常現象を報告した。しかし、興奮が高まる中、さらに詳しく調査すると、厄介な裏話が明らかになった。
- ^ ab Cartlidge, Edwin (2016). 「ハンガリーの物理学研究室が自然の第5の力を発見？」Nature . doi :10.1038/nature.2016.19957. S2CID 124347962.
- ^ ab Feng, Jonathan L.; et al. (2016). 「8Be 核遷移で観測された異常性の Protophobic 5 番目の力による解釈」. Physical Review Letters . 117 (7): 071803. arXiv : 1604.07411 . Bibcode :2016PhRvL.117g1803F. doi :10.1103/PhysRevLett.117.071803. PMID 27563952. S2CID 206279817.
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