Một loại lực vũ trụ không xác định xuất hiện trong kết quả từ Máy gia tốc hạt lớn tại CERN

Bình luận Văn Thiện • 00:24, 12/04/21

Giúp NTDVN sửa lỗi

Một thông báo mới từ Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN) tiết lộ rằng việc phân tích kết quả dữ liệu trong vòng 10 năm từ một máy gia tốc hạt cho thấy sự hiện diện của một lực vũ trụ mới chưa từng biết đến. Điều này có thể thay đổi vật lý mà chúng ta biết, nếu được xác nhận trong những năm tới.

Các máy gia tốc hạt - chẳng hạn như Máy gia tốc hạt lớn (LHC) bên trong CERN - được dùng để khám phá thành phần của các hạt hạ nguyên tử thông qua một cơ chế đơn giản là cho các hạt va chạm với nhau. Tuy nhiên, việc thực hiện rất phức tạp, vì các máy va chạm phải gia tốc cho các hạt đến tốc độ cực lớn gần bằng tốc độ ánh sáng, sau đó quan sát kết quả và so sánh với các giả định lý thuyết.

Giáo sư Chris Parkes, một nhà vật lý hạt thực nghiệm tại Đại học Manchester và là người phát ngôn của phòng thí nghiệm LHCb, cho biết: “Chúng tôi mong đợi hạt này (meson loại “B”) sẽ phân rã thành trạng thái cuối cùng chứa các electron và trạng thái cuối cùng chứa các muon với cùng tỷ lệ”.

Tuy nhiên, theo kết quả nghiên cứu mới, kiểu phân rã này dường như nghiêng về phía các electron nhiều hơn, có nghĩa là có một lỗi trong mô hình Chuẩn giải thích hiện tượng này. Mô hình Chuẩn của Vật lý Hạt là một trong những mô hình lý thuyết quan trọng nhất giải thích thành phần của mọi vật chất. Nó mô tả cả các hạt vật chất như quark và electron, cũng như các lực mà các hạt đó tương tác với nhau.

Theo mô hình Chuẩn, có 4 lực vũ trụ: lực hạt nhân yếu chịu trách nhiệm phân rã nguyên tử, lực hạt nhân mạnh chịu trách nhiệm tổng hợp các thành phần của hạt nhân nguyên tử, lực điện từ đóng vai trò trong phản ứng hóa học và sinh học, và cuối cùng là lực hấp dẫn, là lực mà chúng ta đều biết trong các sách giáo khoa vật lý sơ cấp.

Lực vũ trụ thứ năm

Hiện tại, những kết quả mới này cho thấy sự tồn tại của lực thứ năm gây ra quá trình phân rã của các meson loại "B" hướng về phía các electron, nhưng những kết quả này vẫn cần được xác nhận thêm, vì những gì đã xảy ra có thể chỉ là một sự trùng hợp ngẫu nhiên, điều không phải mới đối với kết quả của CERN.

Theo cách nói vật lý, kết quả mới có ý nghĩa là 3,1 sigma, có nghĩa là khả năng nó là một sai sót là khoảng 1/1000. Mặc dù tỷ lệ này nghe có vẻ thuyết phục, nhưng các nhà vật lý hạt có xu hướng không khẳng định một khám phá mới cho đến khi kết quả đạt được mức ý nghĩa 5 sigma, khi xác suất nó trở thành một sai lệch thống kê giảm xuống còn 1/1.000.000.

Vì lý do này, các kết quả mới cần nhiều công việc phân tích trong những năm tới. Mặt khác, mô hình này chỉ giải thích được 5% cấu trúc của vũ trụ, trong khi 95% còn lại là vật chất tối và năng lượng tối vẫn chưa có bất kỳ lý thuyết vững chắc nào có thể giải thích chúng, và có lẽ khi “vật lý vượt ra ngoài mô hình Chuẩn” xuất hiện, chúng ta sẽ tìm lời giải thích cho những hiện tượng này.

Văn Thiện

Theo Guardianmag



BÀI CHỌN LỌC

Một loại lực vũ trụ không xác định xuất hiện trong kết quả từ Máy gia tốc hạt lớn tại CERN