Lực yếu yếu bao nhiêu?

Sử dụng một kĩ thuật độc đáo, nhóm hợp tác Q-weak đã tìm thấy giá trị của lực yếu khớp với lí thuyết dự đoán.

Phân tích sơ bộ dữ liệu của họ, nhóm hợp tác Q-weak tại Phòng thí nghiệm Jefferson ở Virgia, Mĩ, đã xác định được giá trị của tích yếu khớp với lí thuyết dự đoán.

Mặc dù lực yếu, một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên, mạnh hơn lực hấp dẫn, nhưng sở dĩ nó có tên gọi như thế là bởi vì nó chỉ tác dụng hiệu quả ở những khoảng cách cực ngắn. Nếu hai hạt ở cách nhau 0,000000000000001 mm, thì chúng chịu tác dụng của lực yếu. Lớn hơn khoảng cách đó, thì cường độ lực yếu giảm nhanh.

Lực yếu là động lực chính chi phối sự phân hủy phóng xạ và là nguyên nhân các ngôi sao tỏa sáng. Bên trong những ngôi sao giống như mặt trời của chúng ta, các proton và neutron hợp nhất tạo thành deuterium. Các ngôi sao giải phóng năng lượng thừa từ phản ứng này thông qua lực yếu ở dạng nhiệt.

Nghiên cứu này mang lại số đo đầu tiên của tích yếu bên trong proton.

hiết bị thí nghiệm tại Jefferson Lab

Thiết bị thí nghiệm tại Jefferson Lab được dùng để xác định tích yếu của proton.

Những thí nghiệm trước đây đã khảo sát lực yếu ở những hạt đơn giản hơn, ví dụ như electron. Không giống như hạt electron nhỏ được xem như chất điểm, proton có cấu tạo từ ba hạt nhỏ hơn gọi là quark, khiến cho thí nghiệm phức tạp thêm.

Nếu giá trị của tích yếu khác đi – cho dù chỉ khác một lượng hết sức nhỏ - với cái được trông đợi, thì nó có thể là bằng chứng của những hạt chưa được khám phá đang ảnh hưởng đến các kết quả. Hoặc có lẽ nó có thể hướng các nhà vật lí đến chỗ tìm hiểu tất cả các lực cơ bản của tự nhiên dưới dạng một lực duy nhất trong một “lí thuyết thống nhất lớn”.

“Độc giả nên xem những kết quả ban đầu mang tính sơ bộ này là xác định đầu tiên của tích yếu của proton,” phát ngôn viên của nhóm Q-weak, Roger Carlini, phát biểu trong một buổi họp báo tại Jefferson. “Với độ chính xác cao hơn nữa, công bố cuối cùng của chúng tôi sẽ tập trung vào những hàm ý hướng tới nền vật lí mới có thể có.”

Trong thí nghiệm Q-weak tại Jefferson Lab, các nhà nghiên cứu đã dùng một chùm electron có spin sắp thẳng hàng với nhau bắn vào hydrogen lỏng – về cơ bản đó là một thùng chứa proton. Đội khoa học đã đo tốc độ những electron này bị tán xạ ở những góc nhỏ, và sau đó so sánh với một phép đo được thực hiện với chiều spin của các electron đảo ngược lại. (Trong ảnh ở trên là bố trí thí nghiệm của họ.)

Trong một phân tích ban đầu của một phần trăm nhỏ của dữ liệu thực nghiệm của nhóm, đội nghiên cứu tìm thấy tích yếu của proton khớp với cái đã được lí thuyết dự đoán.

Carlini cho biết thí nghiệm của họ rất khó và chỉ thực hiện được bởi chùm electron phân cực được điều khiển tinh vi và hệ thống dò tìm được thiết kế khéo léo tại Phòng thí nghiệm Jefferson.

Hiện nay, theo Carlini, nhóm của ông đang và sẽ phân tích toàn vẹn cơ sở dữ liệu. Vì phân tích ban đầu này mới chỉ sử dụng 4% dữ liệu thực nghiệm của nhóm, nên phân tích cuối cùng có thể vẫn làm lộ ra cái gì đó hơi khác.

Bản thảo bài báo phân tích sơ bộ của họ có tại http://arxiv.org/abs/1307.5275.

Nguồn: Kelen Tuttle (Symmetry Magazine)

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
Tạo bảng điểm online

Các bài khác


Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 17)
24/09/2018
Quy tắc Hund Năm 1927, nhà vật lí Đức Friedrich Hund đã phát triển một bộ quy tắc giúp thiết lập trật tự cho tình trạng lộn
Chụp ảnh ma bằng electron tương đối
23/09/2018
Chụp ảnh ma quang học là một công cụ hữu ích có thể phân giải không gian các đặc trưng của một mẫu vật, chỉ sử dụng
Nguyên tử đang phân huỷ chịu một lực ma sát nhỏ
23/09/2018
Một nguyên tử kích thích phân huỷ trong chân không chịu một lực rất giống với lực ma sát, đó là kết luận của các nhà
Martin Ryle: Nhà tương lai học năng lượng (Phần 2)
23/09/2018
Tình trạng xung đột Trong nội bộ nhóm nghiên cứu thiên văn vô tuyến của ông tại Cambridge, Ryle đã truyền cảm hứng lớn về
Martin Ryle: Nhà tương lai học năng lượng (Phần 1)
21/09/2018
Sinh vào tháng 9 cách nay 100 năm, Martin Ryle không chỉ là một nhà thiên văn học giành giải Nobel. Alan Cottey đưa ra một cái nhìn
Không gian là gì? (Phần 4)
20/09/2018
Hình dạng của không gian Độ cong không gian không phải thứ duy nhất chúng ta nghi vấn sâu sắc khi nghĩ tới bản chất của không
Không gian là gì? (Phần 3)
14/09/2018
Chuyện nghe khó tin quá. Bạn chắc chứ? Thật là khùng điên khi nghe nói không gian là một thứ gì đó chứ không phải khoảng
Không gian là gì? (Phần 2)
08/09/2018
Quan niệm nào là đúng? Quan niệm nào về không gian trong số này là đúng? Phải chăng không gian tựa như một khoảng trống vô

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

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