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

Hạt nhân bất ngờ có hình quả lê

Các thí nghiệm xác nhận rằng hạt nhân barium-144 có hình quả lê và gợi ý rằng sự bất đối xứng này rõ ràng hơn so với suy nghĩ trước đây. Hầu hết các hạt nhân đều có hình tròn hoặc hơi dẹt, giống như một quả bóng đá. Nhưng trong một số hạt nhân nhất định, proton và neutron sắp xếp theo cấu hình hình quả lê hơn. Chỉ một số ít hạt nhân bị biến dạng này được nhìn thấy trong các thí nghiệm. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã xác nhận rằng barium-144 (144Ba) là thành viên của câu lạc bộ độc quyền này. Hơn nữa, nó có thể bị bóp méo nhiều hơn những gì các nhà lý thuyết mong đợi, một phát hiện có thể thách thức các mô hình cấu trúc hạt nhân hiện tại. Việc kiểm tra trực tiếp nhất xem hạt nhân có hình quả lê hay không là tìm kiếm cái gọi là sự chuyển dịch bát cực giữa các trạng thái hạt nhân, chúng bị triệt tiêu trong các hạt nhân đối xứng hơn. Sử dụng phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã xác nhận rằng radium-224, radium-226 và một số hạt nhân nặng khác có hình quả lê. Trong nhiều thập kỉ, các nhà ...
Post a Comment
Read more

11 câu hỏi lớn nhất chưa có lời giải đáp của vật lý

Việc giải quyết những câu hỏi này có thể mở ra những bí mật của sự tồn tại và mở ra một kỷ nguyên khoa học mới trong vòng vài thập kỷ. Đây là một câu chuyện về vật lý hiện đại: Hai nhà khoa học làm việc tại cùng một trường đại học trong các lĩnh vực khác nhau. Một người nghiên cứu các vật thể khổng lồ ở cách xa Trái Đất. Người kia bị mê hoặc bởi những thứ nhỏ bé ngay trước mặt mình. Để thỏa mãn sự tò mò của mình, một người chế tạo kính thiên văn mạnh nhất thế giới và người kia chế tạo kính hiển vi tốt nhất thế giới. Khi họ tập trung các thiết bị của mình vào các vật thể ngày càng xa và nhỏ hơn, họ bắt đầu quan sát các cấu trúc và hành vi chưa từng thấy trước đây hoặc tưởng tượng ra. Họ phấn khích nhưng thất vọng vì những quan sát của họ không phù hợp với các lý thuyết hiện có. Một ngày nọ, họ rời khỏi thiết bị của mình để nghỉ giải lao uống cà phê và tình cờ gặp nhau ở phòng chờ của khoa, nơi họ bắt đầu than phiền về những gì cần làm với các quan sát của mình. Đột nhiên, cả hai đều nhậ...
Post a Comment
Read more