ذرة الهيليوم تشبه وترًا مشدودًا بإحكام: كل نغمة تصدرها متوقعة بدقة من النظرية. لكن في السنوات الأخيرة، أصبحت القياسات الدقيقة لإحدى هذه «النغمات» — الطاقة اللازمة لانتزاع إلكترون من ذرة هيليوم مثارة — تبدو أعلى قليلًا مما ينبغي. الفرق ضئيل، لكنه يتكرر في نظائر الهيليوم المختلفة، ولم يعد من الممكن تفسيره بالصدفة: 9 سيجما تعادل رمي عملة معدنية فتظهر «كتابة» مئة مرة متتالية.
أحد التفسيرات المحتملة هو جسيم جديد، خفيف ومراوغ، يعدل قليلًا «نابض» التفاعل بين الإلكترونات والنواة. هذا الجسيم ليس ضمن النموذج القياسي، لكن إذا وُجد، فيجب أن يؤثر ليس فقط على الهيليوم، بل أيضًا على أنظمة أخرى حيث ترتبط الإلكترونات بجسيمات مضادة. حسب مؤلفو الدراسة كيف يمكن لجسيم افتراضي أن يزيح مستويات الطاقة في البوزيترونيوم — الذرة التي يدور فيها بوزيترون حول إلكترون بدلًا من بروتون.
تظهر الحسابات: إذا كان الجسيم الجديد مسؤولًا فعلًا عن شذوذ الهيليوم، فإن تردد الانتقال بين حالتي البوزيترونيوم يجب أن ينزاح بمقدار 0.25–0.85 ميغاهرتز. هذا قليل — لكن الأساليب الطيفية الحديثة قادرة على رصد مثل هذه الإزاحات. تجربة للتحقق من هذا التنبؤ ستكون اختبارًا حاسمًا: إذا تأكد الإزاحة، فستظهر في الفيزياء قوة جديدة لا تفسرها الجسيمات المعروفة.
النابض الذي تمدد قليلًا في الهيليوم يجب أن يرن أيضًا في البوزيترونيوم. هل سنسمع هذا الرنين؟ سيجيبنا التجربة.
تم اكتشاف البوزيترونيوم لأول مرة في عام 1951 بواسطة مارتن دويتش، ويعيش حوالي 140 نانوثانية فقط قبل أن يفني الإلكترون والبوزيترون مع إصدار أشعة غاما.