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 13)
21/06/2018
Cấu trúc nguyên tử Mô hình nguyên tử mà Bohr và Rutherford mô tả là khá đơn giản, với một hạt nhân nguyên tử tại trung tâm,
Các va chạm hạt bên trong LHC trông như thế nào?
20/06/2018
Nếu hai proton va chạm ở tốc độ bằng 99,9999991% tốc độ ánh sáng thì chúng có tạo ra âm thanh hay không? Máy Va chạm Hadron
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 3)
18/06/2018
Trái Đất quay tròn xung quanh Mặt Trời theo một vòng trònMô hình nhật tâm sơ khai Là nhà thiên văn học và nhà toán học xứ
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 2)
18/06/2018
Rõ ràng Trái Đất không chuyển độngMô hình địa tâm Là một trong những nhà triết học có sức ảnh hưởng nhất ở phương
Gia đình Stephen Hawking sẽ phát giọng nói của ông về phía một lỗ đen
17/06/2018
Người thân của Stephen Hawking dự định phát bản ghi giọng nói của ông về phía một lỗ đen, trong khi tro cốt của ông được
7 điều có thể bạn chưa biết về tia gamma
12/06/2018
Tia gamma là loại bức xạ giàu năng lượng nhất, nó có đủ năng lượng để đi xuyên rào chắn bằng kim loại hoặc bê tông.
Thí nghiệm Fermilab khẳng định bằng chứng cho neutrino vô sinh
05/06/2018
Các nhà vật lí làm việc với Thí nghiệm Mini Booster Neutrino (MiniBooNE) tại Fermilab ở Mĩ vừa công bố những kết quả mới mà
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 12)
29/05/2018
Cách hiểu Copenhagen Phần lớn nền tảng lí thuyết cho vật lí lượng tử trong thập niên 1920 được thiết lập dưới sự lãnh

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