Phân hủy meson B trung hòa củng cố thêm cho Mô hình Chuẩn

Các nhà khoa học vừa cho biết hôm 13/5 rằng sau gần ba thập kỉ đặt cược, cuối cùng họ đã phát hiện ra một biến đổi chỉ thị trong một hạ nguyên tử, củng cố thêm một lí thuyết then chốt về Vũ trụ. Các nhà nghiên cứu tại cỗ máy va chạm hạt lớn nhất thế giới cho biết họ đã quan sát thấy một sự kiện cực kì hiếm – sự phân hủy của meson B trung hòa thành một cặp muon, họ hàng nặng của hạt electron.

Các kết quả mang thêm hậu thuẫn cho cái gọi là Mô hình Chuẩn, khuôn khổ lí thuyết cho các hạt và các lực cấu tạo nên vũ trụ, theo bài công bố trên tạp chí Nature.

Meson B trung hòa là kết hợp không bền của hai loại hạt gọi là quark, liên kết bởi lực “mạnh”.

Thí nghiệm CMS

Thí nghiệm LHCb

Màn hiển thị thí nghiệm CMS (trên) và thí nghiệm LHCb (dưới) tại Máy Va chạm Hadron lớn cho thấy các mẫu va chạm đã tạo ra các ứng cử viên cho sự phân hủy hiếm của hạt meson B, được dự đoán và quan sát chỉ xảy ra khoảng bốn lần trong mỗi tỉ phân hủy. Ảnh: CMS/LHCb.

Sự phân hủy của chúng thành muon đã được dự đoán theo Mô hình Chuẩn. Nhưng việc thu được bằng chứng để xác nhận dự đoán đó là một câu đố khó kể từ giữa thập niên 1980.

Trước tiên, bản thân các meson B trung hòa được tạo ra trong các điều kiện cực độ - trong các máy va chạm hạt hoặc các tương tác tia vũ trụ chẳng hạn – khiến chúng cực kì khó hoặc rất tốn kém để nghiên cứu.

Và xác suất biến đổi thành muon chỉ xảy ra khoảng bốn lần trong mỗi tỉ “phân hủy”.

Các đội kình địch nhau tại Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) ở CERN – phòng thí nghiệm đồ sộ dưới lòng đất gần Geneva sát biên giới Pháp-Thụy Sĩ – đã làm việc độc lập, phát hiện ra sự kiện khó nắm bắt trên.

Họ đã công bố riêng các kết quả vào tháng 7 năm 2013, nhưng các mảng số liệu không đủ mức chuẩn xác để khẳng định một khám phá.

Họ đã kết hợp nhau phân tích, nay công bố trên tạp chí Nature, và “dễ dàng vượt qua yêu cầu này,” Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) phát biểu trong một thông cáo báo chí.

Bài báo cho biết các thí nghiệm cho thấy Mô hình Chuẩn, lí thuyết được xây dựng từ thập niên 1970, có thêm một câu đố được giải nhưng những câu đố khó khác thì vẫn còn nằm phía trước.

“Trong tiến trình vài thập niên qua, Mô hình Chuẩn đã vượt qua những phép kiểm tra tối quan trọng có gốc gác thực nghiệm, nhưng nó không giải được một số câu hỏi nổi cộm về bản chất của Vũ trụ,” các tác giả trình bày.

Chẳng hạn, lí thuyết trên không giải thích được vật chất tối, chất liệu chiếm gần 85% khối lượng trong vũ trụ và hiện chỉ có thể phát hiện được thông qua tác dụng hấp dẫn của nó lên vật chất nhìn thấy.

Vấn đề tìm hiểu vật chất tối là một trong những ưu tiên của chương trình làm việc hiện nay tại LHC, cỗ máy va chạm đã bắt đầu hoạt động trở lại hồi tháng trước sau hai năm đóng cửa nâng cấp.

Cỗ máy gồm một đường hầm hình vòng xuyến trong đó các chùm proton lao đi vèo vèo ở gần tốc độ ánh sáng theo hai chiều ngược nhau.

Tại bốn địa điểm trong đường hầm, các nam châm mạnh làm bẻ cong các chùm hạt, mang chúng lại để một số proton đâm sầm vào nhau – một va chạm ngắn ngủi, khốc liệt.

Mớ mảnh vụn hạ nguyên tử thu được sau đó được phân tích để tìm kiếm những hạt mới lạ hay các manh mối về những hạt đã biết.

Hồi năm 2012, LHC đã xác nhận Boson Higgs, hạt Mô hình Chuẩn mang lại khối lượng đã được tìm kiếm từ lâu.

Khám phá đó mang về giải thưởng Nobel vật lí cho hai nhà khoa học hồi năm 1964 đã nêu lí thuyết cho sự tồn tại của boson Higgs.

Tham khảo: Observation of the rare Bs0 →µ+µ− decay from the combined analysis of CMS and LHCb data, Nature (2015) DOI: 10.1038/nature14474

Nguồn: PhysOrg.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
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)
22/06/2018
Các số lượng tử Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng
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

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