Phát hiện dấu hiệu 'hạt của Chúa' mới

Nghiên cứu mới đây từ Máy gia tốc hạt lớn (LHC) cho thấy dấu hiệu về một hạt cơ bản mới có thể phá vỡ sự tồn tại của mô hình vật lý chuẩn.

Máy gia tốc hạt lớn ở Cơ quan Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu. Ảnh: Wikipedia.

Các nhà vật lý cho biết cần tiến hành thêm nhiều thí nghiệm để khẳng định sự tồn tại của loại hạt mới, nhưng không thể bác bỏ những dấu hiệu bất thường đã quan sát được. "Nếu điều này là sự thật, nó sẽ tạo nên cơn địa chấn 10 độ richter trong lĩnh vực vật lý hạt", nhà vật lý John Ellis từ Đại học King, London chia sẻ với The Guardian. "Tôi rất mong nó là sự thật, nhưng phải thú thực là tôi không dám lạc quan".

Theo Science Alert, vào tháng 12 năm ngoái, hai máy dò tên Atlas và CMS tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN), cùng thu được "đốm sáng" nhỏ trong dữ liệu không thể được giải thích bằng những định luật vật lý hiện nay.

Khi proton va chạm với nhau bên trong máy dò, chúng tạo ra hạt ánh sáng có năng lượng cao hơn so với giá trị tiên đoán bằng lý thuyết. Cụ thể, cả hai máy dò CMS và ATLAS đều ghi lại một sự tăng đột biến về mặt năng lượng, tương ứng với khoảng 750 tỷ eV.

Theo công bố của các nhà khoa học, tín hiệu không rõ nguyên nhân này có thể là dấu vết của một loại hạt mới tương tự như hạt Higgs boson, với khối lượng lớn hơn 12 lần. Tại thời điểm phát hiện, một số nhà vật lý đề cập đến giả thuyết về loại hạt anh em với hạt Higgs boson. Những ý kiến khác lại cho rằng đốm sáng quan sát được cho thấy hạt Higgs boson được tạo thành từ một loạt hạt nhỏ hơn.

Hạt Higgs boson là miếng ghép còn thiếu cuối cùng của mô hình chuẩn, được mệnh danh là "hạt của Chúa" bởi nó giúp các nhà khoa học giải thích mọi điều về hạt hạ nguyên tử và lực tự nhiên. 

Ngoài ra, có giả thuyết cho rằng đây là dấu hiệu về sự tồn tại của graviton - hạt mang lực hấp dẫn. Giả thuyết này thực sự gây chú ý vì cho đến nay, lực hấp dẫn không thể dung hòa với các lý thuyết hạt và lực khác.

Kể từ tháng 12, hơn 200 công trình nghiên cứu bàn về những khả năng có thể xảy ra đã được công bố, nhưng cần thêm nhiều thí nghiệm để kiểm chứng sự tồn tại thực sự của đốm sáng và chứng minh nó không phải là sai số thống kê của các thiết bị. Tuy nhiên, kết quả này có ít khả năng là sai số thống kê khi được quan sát và ghi nhận đồng thời bởi hai máy dò.

Sau ba tháng, các nhà khoa học đã rà soát kỹ càng các số liệu và trình bày kết quả phân tích mới nhất tại một hội nghị vật lý hạt ở Italy vào trung tuần tháng ba. Dù đã loại bỏ giả thuyết về sai số thống kê, các nhà khoa học vẫn không thể giải thích sự xuất hiện của đốm sáng năng lượng cao, và cần chứng minh thêm trước khi khẳng định sự tồn tại của loại hạt mới.

LHC sẽ hoạt động trở lại vào tháng 4 sau kỳ nghỉ đông, và các thí nghiệm có thể tiến hành từ cuối tháng 4. Hoạt động này sẽ tạo ra nhiều vụ va chạm proton, góp phần tăng thêm dữ liệu cho các nhóm nghiên cứu tại LHC phân tích và kiểm chứng giả thuyết. Theo kế hoạch, muộn nhất vào tháng 8, các nhà khoa học sẽ có đủ dữ liệu để đưa ra kết luận cuối cùng.