Skip to main content

Các nhà vật lí khám phá hạt được tạo thành hoàn toàn từ lực hạt nhân

Các nhà khoa học tại Technische Universität Wien (Đại học Công nghệ Wien) tin rằng họ đã tìm thấy một hạt rất khó nắm bắt: quả bóng keo (glueball). Các quả bóng keo là các hạt không bền tạo thành hoàn toàn từ các gluon, các boson mang lực hạt nhân làm cho các proton và neutron dính vào nhau bên trong hạt nhân nguyên tử.

Related image


Gluon thường được coi là tương tự như photon. Cả hai đều không có khối lượng và các photon mang lực điện từ giữa các hạt tích điện, các gluon mang lực hạt nhân mạnh giữa các quark. Không giống như photon, có tám loại gluon khác nhau và chúng có thể tương tác với nhau để hình thành các trạng thái liên kết - các quả bóng keo bí ẩn.

Các quả bóng keo được làm từ lực nguyên chất và chúng tồn tại quá ngắn để phát hiện trực tiếp. Vì lý do này, các nhà khoa học đã cố gắng xây dựng một mô tả lý thuyết chính xác về quá trình phân rã của các quả bóng keo. Bằng cách nghiên cứu các hạt cần được tạo ra trong quá trình phân rã, họ hi vọng có đủ thông tin để xác định các quả bóng keo trong các thí nghiệm.

Giáo sư Anton Rebhan và Frederic Brünner từ TU Wien đã sử dụng một phương pháp lý thuyết mới để tính toán sự phân rã bóng keo bằng cách áp dụng một số vật lý rất tinh vi. Họ phân tích các mẫu phân rã có thể bằng cách mở rộng lý thuyết lượng tử đến hơn ba chiều với sự tương tác hấp dẫn giữa các hạt. Lực hấp dẫn hiện không được bao gồm trong các lý thuyết lượng tử tổng quát, và sự hòa hợp của thuyết tương đối rộng với cơ học lượng tử là một trong những vấn đề chưa được giải quyết trong vật lý.

Mô hình phân rã của Brünner và Rebhan phù hợp với một trong hai thí nghiệm cho các quả bóng keo. Hạt được gọi là meson f0(1710) và nó được tìm thấy trong khá nhiều các thí nghiệm trên toàn thế giới. Nhiều dữ liệu về meson f0(1710) hy vọng sẽ được thu thập trong vài tháng tới, cả ở CERN và tại máy gia tốc Bắc Kinh (BES-III).

Giáo sư Rebhan nói: “Những kết quả này sẽ rất quan trọng đối với lý thuyết của chúng tôi. Đối với các quy trình đa hạt này, lý thuyết của chúng tôi dự đoán tốc độ phân rã hơi khác với các dự đoán của các mô hình đơn giản khác. Nếu các phép đo chấp nhận được với các tính toán của chúng tôi, đây sẽ là một thành công đáng ghi nhận cho phương pháp của chúng tôi.”.

Nếu f0(1710) được chứng minh là một bóng keo thì sẽ có những hệ quả thú vị ngoài vật lý hạt. Việc tìm chứng cứ về tương tác hấp dẫn vượt ra ngoài không gian 4 chiều có thể đưa chúng ta tiến gần hơn tới sự thống nhất của tất cả các lực trong một lý thuyết duy nhất.



Bài báo đã được công bố trên tạp chí Physics Review Letters.

(DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.131601).

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Gần đúng WKB cho lý thuyết Gamow của phân rã alpha

Đầu tiên, ta cần tìm hiểu gần đúng WKB (Wentzel–Kramers–Brillouin) là gì? Phương trình Schrödinger \begin{align} -\dfrac{\hbar^2}{2m}\dfrac{d^2\psi}{dx^2} + V(x)\psi &= E\psi \\ \dfrac{d^2\psi}{dx^2} &=-\dfrac{2m[E-V(x)]}{\hbar^2}\psi \end{align} Gọi \begin{equation} p(x) \equiv \sqrt{2m[E-V(x)]} \end{equation} là động lượng (cổ điển) của một hạt có năng lượng $E$ trong thế năng $V(x)$. Phương trình Schrödinger trở thành \begin{equation} \dfrac{d^2\psi}{dx^2} =-\dfrac{p^2}{\hbar^2}\psi \end{equation} Giả sử $E>V(x)$ (vùng cổ điển) khi đó $p(x)$ thực. Hạt bị nhốt trong hố thế. Một cách tổng quát, $\psi$ là hàm phức và ta có thể biểu diễn nó dưới dạng biên độ $A(x)$ và pha $\phi(x)$ \begin{align} \psi(x) = A(x)e^{i\phi(x)} \end{align} Thay vào phương trình Schrödinger \begin{align} A''+2iA'\phi'+iA\phi''-A(\phi ')^2 = -\dfrac{p^2}{\hbar^2}A \end{align} Ta tách làm 2 phương trình cho phần thực và ảo \begin{align} ...
Post a Comment
Read more

Vật lý thiên văn hạt nhân

Khi đề cập đến vật lý hạt nhân, chúng ta thường nghĩ đến những ứng dụng sử dụng năng lượng toả ra từ các phản ứng hạt nhân hay công thức E = mc 2 nổi tiếng. Tuy nhiên, vật lý hạt nhân còn có rất nhiều ứng dụng khác trong khoa học công nghệ (ví dụ như nghiên cứu cấu trúc vật liệu, kiểm tra không hủy mẫu) và đời sống xã hội (ví dụ như xạ trị và chẩn đoán hình ảnh trong y học, chiếu xạ trong công nghệ bảo quản thực phẩm). Bên cạnh những ứng dụng, ngành khoa học cơ bản nghiên cứu về hạt nhân nguyên tử từ lâu đã mở rộng đối tượng nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau. Cho đến ngày nay, trong lĩnh vực này vẫn còn những đối tượng nghiên cứu quan trọng liên quan đến hai ngành vật lý hiện đại đang rất được quan tâm như vật lý hạt cơ bản (các quá trình phân rã, tương tác trong vật lý hạt nhân liên quan đến tương tác mạnh, yếu và điện từ trong Mô hình Chuẩn) và vật lý thiên văn (sự hình thành các nguyên tố trong vũ trụ, sao neutron, . ..). Trong sự tỏa sáng của các ngôi sao và quá ...
Post a Comment
Read more

Thăm dò Hạt nhân Helium ngoài Trạng thái Cơ bản

Một thí nghiệm tán xạ electron mới thách thức sự hiểu biết của chúng ta về trạng thái kích thích đầu tiên của hạt nhân helium. Hạt nhân helium, còn được gọi là hạt α, bao gồm hai proton và hai neutron và là một trong những hạt nhân nguyên tử được nghiên cứu rộng rãi nhất. Với số lượng nhỏ các thành phần, hạt α có thể được mô tả chính xác bằng các phép tính nguyên tắc đầu tiên. Chưa hết, các trạng thái kích thích của hạt α vẫn còn là một điều bí ẩn, bằng chứng là có sự bất đồng xung quanh sự kích thích từ trạng thái cơ bản 0+1 đến trạng thái kích thích đầu tiên 0+2 [1]. Các dự đoán lý thuyết cho quá trình chuyển đổi này không phù hợp với các phép đo, nhưng độ không đảm bảo thực nghiệm quá lớn nên không thể rút ra các hàm ý. Giờ đây, Nhóm cộng tác A1 tại Mainz Microtron (MAMI) ở Đức đã đo lại quá trình chuyển đổi này thông qua tán xạ điện tử không đàn hồi [2]. Dữ liệu mới cải thiện đáng kể độ chính xác so với các phép đo trước đó và xác nhận sự khác biệt ban đầu. Kết quả mang lại những h...
Post a Comment
Read more