Tutto ciò che compone l’universo è tenuto insieme da quattro forze fondamentali: gravità, elettromagnetismo e due interazioni nucleari.

I fisici ritengono di aver individuato una quinta forza fondamentale relazionata agli atomi di elio.

La seconda ipotesi sulla quinta forza fondamentale

Non è la prima volta che gli studiosi manifestano l’eventualità di aver fatto una tale scoperta. Già qualche anno fa vi furono le stesse dichiarazioni su un atomo di berillio. Per la seconda volta si sono quindi ritrovati in una situazione simile, dichiarando di aver individuato la particella che, eventualmente, trasporta la quinta forza fondamentale: X17 è il nome che le hanno attribuito.

Nel 2016, Attila Krasznahorkay insieme con i suoi colleghi, dall’Istituto di Ricerca Nucleare in Ungheria, osservò un fenomeno strano: il decadimento di un atomo di berillio-8 dopo la sua eccitazione provocava un’emissione di luce in maniera non comune.

Se la luce emessa contiene abbastanza energia, essa si trasforma in un elettrone ed un positrone che, scontrandosi, si respingono formando un angolo fissato.

quinta forza fondamentale
Decadimento del berillio per osservare la quinta forza fondamentale
Crediti: www.particlebites.com

Dalla conservazione dell’energia, maggiore è l’energia emessa dalle due particelle e minore è l’angolo che esse dovrebbero formare respingendosi.

Non fu così: ad un certo punto, con crescente numero di elettroni e positroni, questi separavano ad un angolo di 140°. Immediatamente è stata ipotizzata una particella di cui si ignorava fino ad allora l’esistenza, e probabilmente responsabile della quinta forza fondamentale di cui sopra.

Una nuova forza ed un nuovo bosone

In particolare, la nuova quinta forza potrebbe svelare l’esistenza di un’altra tipologia di bosone: le forze fondamentali finora conosciute, infatti, implicano l’esistenza di tre tipi di bosoni che trasportando l’informazione di attrazione o repulsione.

Ad esempio, la forza di gravità è probabilmente governata dalle informazioni trasmesse dal cosiddetto gravitone, di cui non si è ancora confermata l’esistenza.

Perché si ipotizza l’esistenza di un bosone diverso?

Essendo un bosone la particella mediatrice delle interazioni fondamentali, ed essendovi la possibilità dell’esistenza di una quinta forza fondamentale, non c’è dubbio che quest’ultima sia anch’essa governata da un bosone. Il perché sia nuovo è da imputare alla differenza in massa con quelli già conosciuti: circa 33 volte la massa di un elettrone.

Lo studio è ora incentrato sull’osservazione di un atomo di elio eccitato: stavolta l’angolo di separazione, che di nuovo non rispetta i modelli esistenti, è di circa 115°.

Proprio dall’osservazione dell’emissione, gli studiosi hanno calcolato l’esistenza in un brevissimo intervallo di tempo di un bosone di 17 megaelettronvolt, e l’hanno appunto denominato X17.

Una quinta forza fondamentale per descrivere la materia oscura

Non è detto che lo studio abbia un esito positivo e fondato, ma in accordo con la ricerca già pubblicata nel 2016 potrebbe sicuramente essere un punto di partenza per ipotizzare davvero l’esistenza di una quinta forza elementare.

E se tutto ciò fosse relazionato con la materia oscura? Quest’ultima è ancora un mistero, e riuscire a rilevare l’esistenza di una forza fondamentale nuova potrebbe anche aiutare ad arricchire le informazioni che abbiamo sull’universo.

Recenti studi sulla materia oscura, infatti, hanno intercettato l’emissione di un’energia di 17 megaelettronvolt, da cui il legame.