Các nhà khoa học đề xuất một hạt cơ bản mới

Weyl Type II mới được đề xuất là một trong số các fermion của tương lai.

Các nhà khoa học phát hiện một loại hạt sơ cấp mới

Một nghiên cứu trên tạp chí Nature cho biết các nhà khoa học mới đây đã tình cờ phát hiện một loại hạt sơ cấp mới. Weyl Type II, nó được đặt tên để phân biệt với những hạt fermion Weyl đã được biết đến trước đó. Sở hữu một hiệu ứng đặc biệt, có thể chuyển vật chất từ cách điện sang dẫn điện và ngược lại khi có tác dụng của từ trường, Weyl Type II nếu tồn tại có thể tạo ra những vật liệu bán dẫn đem lại hiệu quả vượt trội trong các thiết bị điện tử trong tương lai.

Các hạt sơ cấp trong tự nhiên là những hạt vi mô mà cấu trúc và thành phần của chúng chưa từng được khám phá. Điều đó có nghĩa là chúng ta tạm thời coi chúng là những hạt đồng nhất và không thể tách nhỏ hơn được nữa. Vật lý hiện đại chia hạt sơ cấp thành hai loại fermion và boson. Các hạt boson có thể kể đến như: photon, phonon, higgs... Các fermion như: quark, electron, neutrion...

Weyl Type II mới được đề xuất là một trong số các fermion của tương lai.

Bên cạnh các hạt đã được tìm thấy, các nhà khoa học còn sử dụng mô hình toán để dự đoán thêm nhiều loại hạt khác. Các hạt này sẽ trở thành mục tiêu của khoa học thực nghiệm, nếu được khám phá ra, chúng sẽ có mặt trong mô hình chuẩn. Có thể kể đến những hạt đã đi từ toán học ra hiện thực như Higgs được đề xuất vào năm 1964 và khám phá năm 2012, fermion Weyl được dự đoán năm 1929 và vừa mới được tìm ra đầu năm 2015.

Và để thêm vào danh sách chờ năm 2015, Weyl Type II mới được đề xuất là một trong số các fermion của tương lai. Mô hình toán chỉ ra rằng nó tồn tại trong một loại vật chất mang tên tungsten ditelluride (WTe2). Đây là một loại vật chất bán kim loại với các tính chất "lai" giữa kim loại và bán dẫn.

Weyl Type II có thể gây ra hiệu ứng chuyển một vật chất bán kim loại trở thành siêu dẫn hoặc hoàn toàn cách điện tùy thuộc vào hướng dòng điện chạy bên trong nó. Không giống như các hạt Weyl cũ, Weyl Type II có thể tồn tại trong một khoảng nhiệt độ rộng ở trạng thái năng lượng thấp nhất của nó. Điều này mở ra một cơ hội cho nó "nhiễm" một vật chất chủ với tính từ và tính siêu dẫn.

Các tác giả của nghiên cứu tạo ra những tinh thể tungsten ditelluride trong phòng thí nghiệm. Sau đó, họ xây dựng ra một mô hình chứa tất cả các hạt cơ bản có trong đó bao gồm cả fermion Weyl. Vô tình các dữ liệu chỉ ra rằng Weyl Type II có thể tồn tại. Được so sánh tương tự như các electron, các nhà khoa học dự đoán Weyl Type II là một hạt cơ bản quan trọng trong chất rắn. Chỉ có điều chúng hầu như không gây tương tác.

Mặc dù chưa trực tiếp quan sát được fermion mới này, dự đoán của các nhà khoa học sẽ "xếp hàng" Weyl Type II vào một danh sách các hạt chờ đợi được khám phá. Fermion Weyl được dự đoán năm 1929 và chỉ mới được tìm ra vào đầu năm nay. Vậy có lẽ chúng ta sẽ phải tạm biệt những tin tức về Weyl Type II trong một thời gian dài và để công việc lại cho các nhà khoa học.

Từ khóa liên quan:

Weyl Type II

hạt cơ bản mới

hạt sơ cấp

hạt sơ cấp mới

fermion Weyl

tungsten ditelluride

WTe2

vật chất bán kim loại

vật liệu bán dẫn