Ngày 28/6/2016, các nhà vật lý tại Trung tâm khoa học Máy gia tốc hạt lớn (LHC) ở châu Âu đã báo cáo kết quả nghiên cứu về ba dạng hạt mới "kỳ lạ", đồng thời, xác nhận sự tồn tại của một loại hạt thứ tư. Nhóm nghiên cứu cho biết những hạt này có vẻ như được hình thành bởi sự kết hợp của bốn hạt quark: hai hạt quark và hai hạt phản quark (phản hạt của quark). Hạt quark là một hạt cơ bản sơ cấp và là một thành phần cơ bản của các nguyên tử trong vũ trụ. Do có những đặc điểm không giống hạt quark nên các hạt mới quan sát thấy được gọi với cái tên chung là “hạt kì lạ”. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực nghiên cứu sâu hơn về việc giải thích lý thuyết này.
.jpg)
Năm 1964, hai nhà vật lý Murray Gell Mann và George Zweig đã độc lập đề xuất về sự tồn tại của hạt hạ nguyên tử quark. Cho đến nay, các quark - một phần trong biểu đồ sắp xếp của các hadrons (hệ phức hợp của nhiều quark) đã được tìm thấy và được coi là là một phần của Mô hình chuẩn của vật lý hạt cơ bản. Trong mô hình này, các hadrons được phân loại theo các trạng thái của quark. Tuy nhiên, sự hình thành của các hadron cho đến nay vẫn còn là một ẩn số. Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng các hadrons được hình thành bởi sự kết hợp của 3 hạt quark (gọi là hạt nguyên tử baryons) hoặc cặp: hạt quark - hạt phản quark (gọi là hạt nguyên tử mesons). Ngoài ra, trong suốt thập kỷ qua, đã có một số nghiên cứu hợp tác cũng đã tìm thấy bằng chứng về sự tồn tại của các hạt được hình thành bởi không phải từ chỉ ba hạt quark mà thậm chí còn hơn thế nữa. Ví dụ, trong năm 2009, chương trình hợp tác CDF đã phát hiện một trong những dạng hạt ngoại lai có tên gọi là X (4140) - trong đó, trị số trong ngoặc chỉ đơn vị đo khối lượng được tái lập: megaelectronvolts. Kết quả này sau đó đã được kiểm chứng bởi một phân tích mới được thực hiện của CDF cũng như trong chương trình hợp tác giữa CMS và D0 (liên kết ngoài).
Tuy nhiên, tính cho đến nay, số lượng tử của hạt X (4140) - đặc trưng xác định các thuộc tính của một hạt cụ thể vẫn chưa được xác định đầy đủ, và tính chất không rõ ràng này đã lý giải cho mức độ chưa chắc chắn của việc lý giải về mặt lý thuyết. Trong khi đó, với sự hỗ trợ của máy gia tốc hạt lớn LHC, nhóm nghiên cứu có thể xác định chính xác số lượng tử của hạt X(4140). Kết quả này có tác động lớn đối với những giải thích lý thuyết mang tính khả thi, và trên thực tế, kết quả trên không bao gồm một số các giả thuyết đã được đưa trước đó về bản chất của nó.
Sau thông báo về phát hiện hạt X(4140), các nhà khoa học lần đầu tiên công bố họ đã quan sát thấy ba loại hạt ngoại lai mới với khối lượng lớn hơn, bao gồm các hạt: X(4274), X(4500) và X(4700). Mặc dù bốn dạng hạt đều được cấu tạo từ cùng một thành phần là các hạt quark nhưng mỗi loại hạt lại có cấu trúc bên trong, khối lượng cũng như tập hợp các số lượng tử riêng biệt.
Các kết quả này được dựa trên một phân tích chi tiết về quá trình phân rã hạt B+ meson thành các hạt meson, trong đó có: J / ψ, φ và K +, tại đây, các hạt mới xuất hiện được coi là những nhân tố trung tính phân rã thành cặp hạt J / ψ và hạt meson φ. Để thực hiện nghiên cứu này, các nhà vật lý tại LHCb đã sử dụng các tài liệu thu thập đầy đủ trong quá trình sử dụng LHC lần đầu tiên từ năm 2010 đến năm 2012. Công suất của tín hiệu thu được nhờ sự hỗ trợ của máy gia tốc hạt là rất hiệu quả, góp phần mang đến cơ hội khám phá ba loại hạt mới.
Cùng với phát hiện này, năm ngoái, hai hạt ngũ quark lần đầu tiên được tìm thấy bởi chương trình hợp tác LHCb.
P.K.L (NASATI), Theo http://stardrive.org/stardrive/index.php/news2/science/18896-lhcb-unveils-new-particles, 5/7/2016
Tin tức liên quan
Đăng nhập
