Khám phá
Khám phá khoa học
Các nhà vật lý học tìm ra manh mối đầu tiên về “hạt keo” - một loại hạt do lực tạo thành
Các nhà vật lý học tìm ra manh mối đầu tiên về “hạt keo” - một loại hạt do lực tạo thành
Sau nhiều thập kỷ nỗ lực và quan sát tới hàng tỷ sự kiện sinh hạt, nhóm các nhà vật lý đưa ra nhận định gây chấn động.
Trong vật lý hạt, Mô hình Chuẩn, nguyên văn “Standard Model”, là học thuyết mô tả 3 trong 4 lực cơ bản mà chúng ta biết tới. Nó là chỗ dựa vững chắc cho cách vật lý hiểu về lực, về các hạt vật chất tạo nên vũ trụ này. Có thể hình dung Mô hình Chuẩn chính là bảng tuần hoàn của ngành vật lý hạt.
Mô hình chuẩn của Hạt cơ bản - (Ảnh: Wikimedia Commons).
Mô hình chuẩn phân loại tất cả các hạt hạ nguyên tử, hay còn gọi là hạt cơ bản. Các hạt trong mô hình chia thành fermion cơ bản bao gồm 6 loại quark, 6 loại lepton (với electron là một trong số đó); và boson cơ bản bao gồm hạt Higgs (hay còn được gọi với cái tên "Hạt của Chúa"), photon - đại diện cho điện từ, gluon - đại diện cho lực mạnh, boson W và boson Z - đại diện cho lực yếu.
Bốn lực cơ bản được nhắc tới bao gồm:
- Lực hấp dẫn
- Điện từ
- Lực yếu - cơ chế tương tác giữa các hạt hạ nguyên tử
- Lực mạnh - tương tác cơ bản đã gói các hạt quark thành các hạt như proton, neutron và một số hạt hadron khác.
Học thuyết Mô hình Chuẩn mô tả tương tác giữa ba lực điện từ, lực mạnh và lực yếu, không bao gồm lực hấp dẫn.
Mô hình chuẩn dự đoán sự tồn tại của rất nhiều hạt, tuy vậy trong tự nhiên vẫn còn nhiều loại hạt bí ẩn lẩn tránh con mắt tò mò của giới khoa học. Trong số đó có “hạt keo”, biệt danh “glueball”, là một nhóm hạt cấu thành từ gluon - loại hạt truyền lực mạnh. Có thể nói hạt keo là một thứ hạt cấu thành hoàn toàn từ lực.
Bấy lâu nay, giới vật lý hạt vẫn tìm cách chứng minh sự tồn tại của thứ hạt bí ẩn này. Và trong diễn biến mới nhất, các nhà vật lý tại một cơ sở máy gia tốc hạt tại Bắc Kinh vừa tìm thấy dấu vết của hạt keo. Nỗ lực nghiên cứu kéo dài nhiều thập kỷ phát hiện ra một loại hạt mới phân rã từ meson J/ψ, họ tạm gọi tên hạt mới là X(2370).
Hình minh họa cú va chạm của hạt - (Ảnh: AI).
Một “viên bi” tàng hình trong mắt thường, tạo nên từ lực
Điểm khác biệt mấu chốt giữa hạt keo và các hạt khác nằm tại thành phần cũng như những tương tác mà chúng đại diện. Ở những hadron khác, như proton và neutron, thì gluon hoạt động như “chất keo” truyền lực mạnh giữa các quark. Ngược lại, hạt keo thì tồn tại ở trạng thái gluon thuần, được cấu tạo từ chỉ gluon. Tương tác độc đáo giữa các gluon khiến hạt keo đặc biệt.
Việc phát hiện, nghiên cứu hạt keo vốn gặp khó vì dựa trên kiến thức đã biết, các nhà khoa học cho rằng chúng sẽ hòa lẫn với những hạt chứa quark khác và phân rã thành những hạt quen thuộc. Điều đó khiến chúng khó bị phát hiện trong môi trường thử nghiệm.
Nhưng kể từ khi đi vào hoạt động vào năm 2008, dự án Quang phổ kế Bắc Kinh III - dự án được thực hiện tại Máy gia tốc Electron-Positron Bắc Kinh - đã phát hiện ra 10 tỷ sự kiện mà tại đó, hạt meson J/ψ hình thành.
Hạt meson J/ψ đặc biệt bất ổn định, tuổi đời của chúng ngắn ngủi và nhanh chóng phân rã thành một loại hạt khác, trong số đó bao gồm hạt X(2370).
Hình minh họa hạt keo X(2370) - (Ảnh: AI).
Hạt X(2370) mang những đặc tính có thể có trên một hạt keo: chúng không tích điện, có cách bắt cặp kỳ lạ và mang một khối lượng khớp với dự đoán về hạt keo trước đây. Phát hiện mới đồng thời trùng khớp với dự đoán đưa ra bởi ngành vật lý lý thuyết “phổ màu động lượng tử” (tạm dịch từ “quantum chromodynamics, vốn dùng trong nghiên cứu tương tác lực mạnh giữa các quark thông qua gluon).
Theo lời các nhà nghiên cứu tại Trung Quốc, thì tỷ lệ dị thường ngẫu nhiên trong thống kê, hay nói cách khác là tỷ lệ để phát hiện mới chỉ là một lỗi trong hệ thống, chỉ là 0,00006%. Báo cáo khoa học đã được đăng tải trên tạp chí Physical Review Letters.
Tuy vậy, giới vật lý vẫn còn lý do để hoài nghi. Tỷ lệ sinh hạt X(2370) không khớp với dự đoán về hình thành hạt keo trước đây. Theo nhà vật lý, nhà báo khoa học Ethan Siegel, không loại trừ khả năng X(2370) là một trạng thái hạt đặc biệt chứ không phải là một hạt cụ thể.
Siegel cho rằng cần thêm nghiên cứu mới để khẳng định bản chất thực sự của X(2370), tuy nhiên ông nhận định sự tồn tại của X(2370) là “bằng chứng rõ ràng nhất từng được biết đến về sự tồn tại của hạt keo”.
Ông nói thêm: “Nếu hạt keo không tồn tại trong tự nhiên, thì Mô hình Chuẩn có lẽ có vấn đề. Tuy nhiên nếu hạt keo thực sự tồn tại, thì X(2370) có lẽ là [hạt keo] đầu tiên lộ diện trước con mắt nhân loại”.
Chuyện gì xảy ra nếu tất cả núi lửa trên Trái Đất cùng phun trào?
Với những dòng nham thạch nóng bỏng chảy xuống và những đốm lửa trong mây bụi, quang cảnh một ngọn núi lửa phun trào vừa đáng sợ lại vừa đáng kinh ngạc.
Bí ẩn những món ăn trong ngày lễ ma quỷ Halloween
Cũng như các ngày lễ khác, trong lễ Halloween, người ta thường ăn một số món ăn đặc trưng và mang ý nghĩa đặc biệt cho dịp này.
Cận cảnh "siêu quái vật" đào đất lớn nhất thế giới, có khối lượng lên tới 13.500 tấn
Bagger 288 là đơn đặt hàng của công ty khai mỏ Rheinbraun. Các kỹ sư phải mất 5 năm để lên kế hoạch thiết kế và sản xuất, thời gian lắp ráp cỗ máy khổng lồ này cũng mất thêm 5 năm nữa.
Một ngày trên trái đất đang trở nên dài hơn, và các nhà khoa học không thể giải thích nguyên nhân
Điều này không chỉ ảnh hưởng đến quá trình đo đạc thời gian của con người, mà còn ảnh hưởng trực tiếp tới những công nghệ quan trọng nhất phục vụ cuộc sống như GPS chẳng hạn.
Nguồn gốc khoa học của quái vật Halloween
Người sói, thây ma, hồn ma.... những sinh vật tiêu biểu cho sự đáng sợ của mùa Halloween không phải tự dưng xuất hiện trong các câu chuyện.
Ao có nước lâu ngày sẽ có cá? Không ai thả tại sao cá lại có trong ao, chúng từ đâu ra?
Khi kênh ao khô nứt được đổ đầy nước vào thì không bao lâu nữa người ta lại thấy cá nhỏ ở trong đó, dù không ai thả cá vào, vậy cá nhỏ trong ao từ đâu ra?
