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


Định luật Snell
27/02/2017
Hà Lan, 1621. Góc khúc xạ của ánh sáng truyền giữa hai môi trường phụ thuộc vào chiết suất của hai môi trường đó và được
Tìm thấy một hệ mặt trời với 7 hành tinh giống Trái Đất
23/02/2017
Các nhà thiên văn vừa công bố một khám phá mới có ý nghĩa lớn đối với lĩnh vực nghiên cứu sự sống ngoài Trái Đất: Một
Cuối cùng chúng ta sắp có ảnh chụp của các lỗ đen
19/02/2017
Các nhà khoa học vừa công bố rằng Kính thiên văn Chân trời Sự kiện (EHT) sẽ có thể hoạt động vào tháng 4 tới, và mục
Xác suất, thời gian và nhiệt của lỗ đen
25/01/2017
Cùng với những lí thuyết chính mà tôi vừa trình bày và những lí thuyết mô tả các thành phần sơ cấp của thế giới, còn có
Các hạt mầm không gian
20/01/2017
Bất chấp những nhập nhằng, bất hạnh nhất định và những câu hỏi vẫn chưa được trả lời, nền vật lí học mà tôi vừa
Neutrino nặng bao nhiêu?
17/01/2017
Neutrino là những hạt sơ cấp được khám phá lần đầu tiên cách nay sáu thập kỉ. Theo năm tháng, các nhà khoa học biết thêm
Thế giới hạt
16/01/2017
Bên trong vũ trụ đã mô tả ở bài học trước, ánh sáng và vạn vật biến dịch. Ánh sáng gồm các photon, các hạt ánh sáng mà
Kiến trúc của vũ trụ
13/01/2017
Vào nửa đầu thế kỉ hai mươi, Einstein mô tả sự vận hành của không gian và thời gian, trong khi Niels Bohr và các đồng nghiệp
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