Những hạt vật chất bị săn lùng nhất

Boson Higgs

Boson Higgs

Ảnh: CERN

Theo giả thuyết, boson Higgs là hạt mang khối lượng đến cho mọi hạt khác. Hạt Higgs lần đầu tiên được đề xuất trên lí thuyết vào năm 1964 khi các nhà khoa học tự hỏi tại sao một số hạt lại nặng hơn những hạt khác. Boson Higgs đi cùng với cái gọi là trường Higgs, một mạng lưới thuộc loại được cho là chiếm đầy vũ trụ, và hai đối tượng (trường Higgs và hạt Higgs) được cho là cơ chế gây ra khối lượng cho những hạt khác.

Trong khi nhiều nhà khoa học hi vọng cơ chế Higgs giữ mảnh ghép còn thiếu để hoàn chỉnh Mô hình Chuẩn hiện có của ngành vật lí hạt mô tả những hạt đã biết, nhưng sự tồn tại của nó vẫn chưa được xác nhận chắc chắn.

Quark

Quark

Ảnh: CERN

Là viên gạch cấu trúc cơ bản của proton và neutron, các quark không tồn tại riêng lẻ mà chỉ tồn tại theo nhóm. Rõ ràng lực liên kết các quark tăng theo khoảng cách, cho nên ta càng cố tách một quark ra thì nó sẽ bị hút lại càng mạnh. Vì thế, các quark tự do chưa hề tồn tại trong tự nhiên. Những hạt sơ cấp này gồm sáu mùi: lên (up), xuống, (down), duyên (charm), lạ (strange), đỉnh (top) và đáy (bottom). Ví dụ, proton và neutron đều có cấu tạo gồm ba quark, với proton chứa hai quark lên và một quark xuống, còn neutron có hai quark xuống và một quark lên.

Quark lên và quark xuống có khối lượng thấp nhất và là mùi thông dụng nhất vì những quark nặng hơn – ví dụ như duyên, lạ, đáy, và đỉnh – nhanh chóng phân hủy thành quark lên và quark xuống. Tuy nhiên, các quark nặng có thể được tạo ra trong những va chạm năng lượng cao, ví dụ như những va chạm xảy ra trong các máy gia tốc hạt khổng lồ.

Siêu hạt

Siêu hạt

Ảnh: Fermilab

Siêu hạt (sparticle) là tên gọi tắt cho “hạt siêu đối xứng”, và được dự đoán bởi lí thuyết siêu đối xứng cho rằng ứng với mỗi hạt mà chúng ta biết, có một hạt chị em mà chúng ta chưa phát hiện ra. Ví dụ, siêu đối hạt cho electron là selectron, đối hạt cho quark là squark và đối hạt cho photon là photino.

Tại sao chúng ta nhìn nhìn thấy những siêu hạt này trong vũ trụ ngày nay? Các nhà khoa học nghĩ rằng chúng nặng hơn nhiều so với những hạt chị em bình thường của chúng và một hạt càng nặng thì thời gian sống của nó càng ngắn. Về cơ bản nó bắt đầu vỡ ngay khi nó được tạo ra. Việc tạo ra các siêu hạt đòi hỏi những lượng năng lượng khổng lồ, thuộc loại chỉ tồn tại không bao lâu sau Big Bang và có lẽ còn được tạo ra trong những máy gia tốc lớn như Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC).

Giống như sự sản sinh siêu hạt, các nhà vật lí cho rằng siêu đối xứng có thể bị phá vỡ trong một mảng ẩn nào đó của vũ trụ mà chúng ta không thể nhìn thấy hay chạm tới mà chỉ có thể cảm nhận lực hấp dẫn.

Neutrino

Neutrino

Ảnh: NASA/SDO

Chúng là những hạt dưới nguyên tử, khối lượng nhỏ, lao vèo vèo ở gần tốc độ ánh sáng. Thật vậy, có hàng nghìn tỉ neutrino đang xuyên qua cơ thể bạn tạm mỗi thời khắc bất kì, mặc dù chúng hiếm khi tương tác với vật chất bình thường. Một số neutrino đến từ mặt trời, còn những neutrino khác thì đến từ tia vũ trụ tương tác với khí quyển của Trái đất và những nguồn thiên văn như những ngôi sao bùng nổ trong Dải Ngân hà và những thiên hà xa xôi khác. Một đối hạt phản vật chất của neutrino được gọi là geoneutrino (neutrino địa cầu), và giống như những tương tác phản vật chất-vật chất khác, khi hai hạt gặp nhau chúng hủy lẫn nhau.

Phản vật chất

Phản vật chất

Ảnh: NASA

Toàn bộ những hạt vật chất bình thường đều được cho là có những đối hạt phản vật chất với cùng khối lượng nhưng điện tích thì trái dấu. Khi vật chất và phản vật chất gặp nhau, hai hạt hủy lẫn nhau. Ví dụ, đối hạt phản vật chất của proton là phản proton, còn đối hạt phản vật chất của electron được gọi là positron.

Graviton

Graviton

Ảnh: NASA

Theo cơ học lượng tử, toàn bộ những lực cơ bản được mang bởi các hạt. Chẳng hạn, ánh sáng là gồm những hạt không khối lượng gọi là photon mang lực điện từ. Tương tự, graviton là hạt giả thuyết sẽ mang lực hấp dẫn. Cho đến nay, các nhà khoa học chưa phát hiện ra graviton, chúng rất khó tìm vì chúng tương tác rất yếu với vật chất.

Nguồn: Space.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sinh viên Mĩ giải được bài toán electron 60 năm tuổi
14/12/2017
Trong sáu thập niên qua, các nhà khoa học vẫn hằng tìm kiếm một luồng electron ẩn náu ở gần Trái Đất nhưng chưa hề tìm
10 đột phá vật lí của năm 2017
13/12/2017
Tạp chí Physics World của Anh bình chọn các thành tựu quan trắc đa kênh liên quan đến sóng hấp dẫn là Đột phá của năm
Trump lệnh cho NASA trở lại Mặt Trăng
12/12/2017
Lần cuối các nhà du hành vũ trụ người Mĩ đặt chân lên Mặt Trăng là hồi những năm 1970. Tổng thống Mĩ Donald Trump muốn
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 2)
07/12/2017
6. Sự át trội của vật chất tối Hồi thập niên 1970, Vera Rubin không những đã có một khám phá vũ trụ học đồ sộ, mà trong
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 1)
05/12/2017
Những phát hiện không những làm thay đổi thế giới, mà còn thách thức cách chúng ta nhìn nhận sự tồn tại của mình và vị
Moment từ proton được đo chính xác nhất từ trước đến nay
26/11/2017
Các nhà vật lí ở Đức vừa đo được moment từ của proton đến sai số 0,3 phần tỉ. Giá trị này tốt gấp 11 bậc so với phép
Kiểm tra bản chất lượng tử của lực hấp dẫn
26/11/2017
Bất chấp hàng thập kỉ nỗ lực phấn đấu, một lí thuyết về lực hấp dẫn lượng tử vẫn nằm ngoài tầm với của chúng
Lỗ đen ăn thịt sao và ợ ra tia vũ trụ
26/11/2017
Kịch bản sao lùn trắng bị lỗ đen xé xác có thể giải thích được những cơn mưa tia vũ trụ và neutrino mà chúng ta thấy trên
Vui Lòng Đợi

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com