The Rise and Fall of the Fifth Force: Discovery, Pursuit, and Justification in Modern Physics

این کتاب شرح مفصل و جذابی از داستانی را در اختیار خواننده قرار می دهد که در آن، برای اولین بار، فیزیکدانان جرأت کردند نیروی جدیدی از طبیعت را فراتر از چهار نیروی شناخته شده ارائه دهند - نیروهای الکترومغناطیسی، ضعیف و قوی، و گرانش - به طور کامل بر اساس تحلیل مجدد داده های تجربی موجود است.

در سال 1986، افرایم فیشباخ، سام آرونسون، کریک تالمج و همکارانشان تغییری در قانون گرانش جهانی نیوتن پیشنهاد کردند. زیربنای این پیشنهاد سه مدرک وسوسه‌انگیز وجود داشت: 1) وابستگی انرژی پارامترهای CP (ذره-ضد ذره و تقارن بازتاب)، 2) تفاوت بین اندازه‌گیری‌های G، ثابت گرانشی جهانی، در آزمایشگاه‌ها و میل‌ها، و 3. ) یک تحلیل مجدد از آزمایش Eötvos، که قبلاً برای نشان دادن جرم گرانشی یک جسم و جرم اینرسی آن تقریباً برابر با یک قسمت در یک میلیارد استفاده شده بود. تحلیل مجدد نشان داد که برخلاف موضع گالیله، نیروی گرانش در حقیقت برای مواد مختلف بسیار متفاوت است. فرضیه نیروی پنجم به دست آمده شامل این وابستگی ترکیب بود و همچنین یک وابستگی فاصله کمی به نیروی گرانشی معکوس مربع اضافه کرد.

طی چهار سال آینده آزمایش‌های متعددی برای آزمایش این فرضیه انجام شد. در سال 1990 شواهد زیادی وجود داشت مبنی بر اینکه نیروی پنجم، همانطور که در ابتدا پیشنهاد شد، وجود ندارد. این کتاب در مورد چگونگی مطرح شدن فرضیه نیروی پنجم و چگونگی تبدیل آن به ویترینی از کشف، تعقیب و توجیه در فیزیک مدرن، قبل از نابودی آن، بحث می‌کند.

در این نسخه جدید و به‌طور قابل توجهی گسترش یافته است. ، مطالب چاپ اول با دو مقاله تکمیل می شود، یکی حاوی خاطرات شخصی فیشباخ از این پیشنهاد، و دیگری در مورد تاریخچه و تأثیر فرضیه نیروی پنجم از سال 1990 تا کنون.

< b>

This book provides the reader with a detailed and captivating account of the story where, for the first time, physicists ventured into proposing a new force of nature beyond the four known ones - the electromagnetic, weak and strong forces, and gravitation - based entirely on the reanalysis of existing experimental data.

Back in 1986, Ephraim Fischbach, Sam Aronson, Carrick Talmadge and their collaborators proposed a modification of Newton’s Law of universal gravitation. Underlying this proposal were three tantalizing pieces of evidence: 1) an energy dependence of the CP (particle-antiparticle and reflection symmetry) parameters, 2) differences between the measurements of G, the universal gravitational constant, in laboratories and in mineshafts, and 3) a reanalysis of the Eötvos experiment, which had previously been used to show that the gravitational mass of an object and its inertia mass were equal to approximately one part in a billion. The reanalysis revealed that, contrary to Galileo’s position, the force of gravity was in fact very slightly different for different substances. The resulting Fifth Force hypothesis included this composition dependence and also added a small distance dependence to the inverse-square gravitational force.

Over the next four years numerous experiments were performed to test the hypothesis. By 1990 there was overwhelming evidence that the Fifth Force, as initially proposed, did not exist. This book discusses how the Fifth Force hypothesis came to be proposed and how it went on to become a showcase of discovery, pursuit and justification in modern physics, prior to its demise.

In this new and significantly expanded edition, the material from the first edition is complemented by two essays, one containing Fischbach’s personal reminiscences of the proposal, and a second on the ongoing history and impact of the Fifth Force hypothesis from 1990 to the present.