Một lí thuyết giải được 5 bài toán vật lí lớn cùng lúc

Đó là một ngày đẹp trời. Năm bài toán vật lí cơ bản khó nhằn nhất dường như đã được nhập làm một. Mô hình có thể làm việc này, được thiết lập bởi Guillermo Ballesteros tại trường Đại học Paris-Saclay ở Pháp và các đồng sự của ông, có thể giải thích vật chất tối, các dao động neutrino, phả hệ baryon, sự lạm phát và bài toán CP mạnh.

Được đặt tên là SMASH, mô hình được xây dựng trên mô hình chuẩn của ngành vật lí hạt sơ cấp, nhưng có một vài cải tiến. Mô hình chuẩn là một tập hợp gồm các hạt và các lực mô tả những viên gạch cấu trúc của vũ trụ. Mặc dù nó đã vượt qua mọi thử nghiệm, nhưng nó không thể giải thích một số hiện tượng. Chẳng hạn, chúng ta không hiểu vật chất tối, chất liệu bí ẩn chiếm 84% khối lượng của vũ trụ. Hay tại sao có nhiều vật chất hơn phản vật chất. Hay tại sao vũ trụ đã tăng trưởng nhanh như vậy vào thời son trẻ của nó trong một thời kì gọi là lạm phát. Danh sách còn dài nữa.

Cho nên, mô hình chuẩn vẫn còn thiếu cái gì đó. “GIả sử chúng ta cần một số hạt mới,” phát biểu của Mikhail Shaposnikov tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ở Lausanne. “Câu hỏi đặt ra là chúng ta cần bao nhiêu hạt mới?”

Va chạm hạt

Một số mô hình, như siêu đối xứng, bổ sung thêm hàng trăm hạt – nhưng chẳng hạt nào từng được phát hiện tại các máy va chạm hạt như LHC ở CERN. Còn SMASH chỉ bổ sung sáu hạt: ba neutrino, một fermion, và một trường bao gồm hai hạt.

SMASH là một vài lí thuyết hòa nhập lại, theo lời đồng tác giả Andreas Ringwald tại Synchrotron Electron Đức, DESY, ở Hamburg. Nó được xây dựng trên mô hình của Shaposnikov có từ năm 2005, bổ sung thêm ba neutrino cho ba neutrino đã biết để giải bốn bài toán cơ bản trong vật lí học: vật chất tối, sự lạm phát, một số câu hỏi về bản chất của neutrino, và các nguồn gốc của vật chất.

SMASH bổ sung một trường mới nhằm giải thích một số bài toán đó theo cách hơi khác một chút. Trường này bao gồm hai hạt: axion, một ứng cử viên bóng ngựa đen cho vật chất tối, và inflaton, hạt chi phối sự lạm phát.

Ở dạng thức hoàn thiện, SMASH sử dụng trường mới này để đem lại lời giải cho một bài toán khó thứ năm: bài toán CP mạnh, giúp giải thích tại sao có nhiều vật chất hơn phản vật chất trong vũ trụ.

“Cái hay nhất ở lí thuyết trên là nó có thể được kiểm tra hay thử nghiệm trong chừng mười năm tới,” Ringwald nói. “Bạn luôn có thể phát minh ra những lí thuyết mới, nhưng nếu chúng chỉ có thể kiểm tra được trong 100 năm tới, hoặc không bao giờ, thì đây không phải là khoa học thật sự mà là siêu khoa học.”

SMASH dự đoán hạt axion sẽ nhẹ hơn hạt electron khoảng một tỉ lần. Các hạt nhỏ như thế này có thể khảo sát được bởi thí nghiệm CULTASK đang chạy ở Hàn Quốc, hay thí nghiệm ORPHEUS đã được đề xuất ở Mĩ, và thí nghiệm MADMAX đã được lên kế hoạch ở Đức.

Điều này không có nghĩa là trò chơi sắp kết thúc. Mà là trò chơi đang tiếp diễn. Các nhà vật lí sẽ tiếp tục tranh đấu nhằm tìm kiếm bằng chứng thực nghiệm hay một mô hình tốt hơn. “Trận chiến đã khai cuộc,” Ringwald nói.

Theo Shannon Hall – New Scientist ngày 29/10/2016

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

Các bài khác


Bí ẩn “sương xanh”
21/04/2017
Tại sao những chất lỏng nhất định chuyển thành màu xanh khi nguội đi là một bí ẩn khiến các nhà khoa học bối rối trong hơn
[Sách] Albert Einstein - Mặt nhân bản
10/04/2017
TVVL giới thiệu bài viết của giáo sư Nguyễn Xuân Xanh về tập sách Albert Einstein - Mặt Nhân Bản vừa phát hành ở Việt Nam, do
Thế nào là một đơn vị thiên văn?
30/03/2017
Khi đương đầu với vũ trụ, con người thích diễn đạt các thứ theo những thuật ngữ quen thuộc. Khi khảo sát các ngoại hành
Nguyên tố Arsenic
26/03/2017
Số nguyên tử: 33 Trọng lượng nguyên tử: 74,92160 Màu: xám Pha: rắn Phân loại: á kim Điểm nóng chảy: không rõ Điểm thăng
LHC tìm thấy 5 hạt mới
25/03/2017
Kể từ khi bắt đầu phiên hoạt động thứ hai vào năm 2015, Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) đã và đang mang lại nhiều điều thú
Thí nghiệm ‘mặt trời nhân tạo’ đi vào hoạt động ở Đức
24/03/2017
Synlight là tập hợp lớn nhất gồm các đèn chiếu phim được lắp đặt trong một căn phòng, và các nhà khoa học ở Đức chuẩn
Nhà toán học Pháp Yves Meyer giành giải thưởng Abel cho lí thuyết wavelet
24/03/2017
Nhà toán học Pháp nổi tiếng với công trình nghiên cứu tiên phong của ông về một lí thuyết dùng cho các ứng dụng đa dạng
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 18)
23/03/2017
6BA NGƯỜI ĐI TRƯỚC THỜI ĐẠIDa Vinci, Tartaglia, và Galileo Kỉ nguyên Tăm tối kéo dài cho đến khoảng năm 1500, nhưng vào cuối
Vui Lòng Đợi

Đọc nhiều trong tháng

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