Buzz
Các sách giáo khoa vật lý có thể phải thay đổi nếu các nhà khoa học có thể xác nhận được phát hiện mới của họ là chính xác.
Các nhà vật lý đã chỉ ra rằng, có thể tồn tại một lực thứ năm trong tự nhiên thông qua các biến động lạ của một hạt cơ bản.
Theo lý thuyết hiện nay, tự nhiên có 4 lực cơ bản, bao gồm lực điện, lực từ, lực hạt nhân mạnh, được giải thích trong mô hình chuẩn của vật lý hạt cơ bản. Tuy nhiên, mô hình này không giải thích được các lực cơ bản khác như lực hấp dẫn hoặc vật chất tối – một vật chất bí ẩn được tin rằng chiếm 27% tổng khối lượng năng lượng trong vũ trụ.
Trong tự nhiên hiện tại, có 4 lực cơ bản được biết đến, bao gồm lực hấp dẫn, lực từ, lực điện và lực hạt nhân.
Ngoài ra, các nhà vật lý cũng đã chỉ ra rằng 4 lực cơ bản này không thể giải thích được những kết quả thu được từ các thí nghiệm mới tại Trung tâm FermiLab ở Mỹ. Các thí nghiệm này nhằm mục đích tìm hiểu về hành vi của muon – các hạt hạ nguyên tử nặng gấp 200 lần so với electron – khi chúng di chuyển trong từ trường với vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng.
Giáo sư Mitesh Patel từ Đại học London nói rằng: 'Chúng tôi đang thảo luận về một lực cơ bản thứ 5 bởi vì chúng tôi không thể giải thích các kết quả này bằng 4 lực cơ bản đã biết.'
Ông Patel nhấn mạnh rằng, hạt muon có thể được mô tả như một con quay khi quay quanh trục từ trường, nhưng lại dao động khi di chuyển. Kết quả từ thí nghiệm mới tại FermiLab cho thấy tần số của dao động này không giống như dự đoán từ lý thuyết mô hình chuẩn, điều này ngụ ý rằng có một yếu tố bí ẩn khác đang ảnh hưởng đến chúng.
Phát hiện về hạt muon và các hành vi đặc biệt của chúng có thể là một dấu hiệu cho sự tồn tại của một lực cơ bản thứ 5 chưa được biết đến.
Giáo sư Jon Butterworth từ Đại học London, người đã tham gia vào thí nghiệm Atlas tại Large Hadron Collider, giải thích rằng: 'Các dao động của hạt muon phụ thuộc vào cách chúng tương tác với từ trường. Mặc dù chúng có thể được tính toán chính xác trong mô hình chuẩn, nhưng các tính toán đó lại liên quan đến các vòng lặp lượng tử với các hạt đã được biết trước đó xuất hiện trong vòng lặp đó.'
'Nếu các phép tính không khớp với dự đoán, có thể là một dấu hiệu cho thấy có một loại hạt chưa được biết nào đó xuất hiện trong vòng lặp – chẳng hạn như một hạt tạo ra lực cơ bản thứ năm'.
Trong năm 2021, FermiLab cũng đã thực hiện một thí nghiệm tương tự, cho thấy kết quả tương tự. Tuy nhiên, ông Patel lưu ý rằng sự không chắc chắn giữa các kết quả của thí nghiệm trước đó và dữ liệu mới đang làm tăng lên sự quan ngại về các dự đoán lý thuyết về tần số. Ông nói: 'Có thể những điều họ thấy chỉ là một phần của tư duy khoa học tiêu chuẩn – về cái được gọi là mô hình chuẩn.'
Vẫn còn những vấn đề khác phát sinh. Ông Butterworth cho biết: 'Nếu sự khác biệt giữa tính toán và thực nghiệm được xác nhận, chắc chắn sẽ có điều mới mẻ và thú vị xuất hiện, nhưng không ai có thể biết chính xác đó là gì.'
Phòng thí nghiệm FermiLab ở Mỹ.
Các thí nghiệm tại FermiLab không phải là nơi duy nhất cho thấy có khả năng tồn tại một lực cơ bản thứ 5. Các nghiên cứu tại Trung tâm Gia tốc Hạt Lớn LHC cũng đã đưa ra các phát hiện thú vị tương tự như vậy, tuy nhiên loại thí nghiệm mà trung tâm này tiến hành khác biệt với thí nghiệm tại FermiLab khi nghiên cứu về tốc độ của hạt muon và electron được sinh ra trong phân rã của một số hạt cụ thể.
Tuy nhiên, ông Patel – người đã làm việc tại LHC – cho rằng, các kết quả này đang trở nên không chặt chẽ như trước. 'Chúng đến từ các thí nghiệm khác nhau, các phép đo khác nhau và có thể có hoặc không có liên quan đến nhau'.
Ông Butterworth cũng thêm vào rằng, tần số dao động bất thường của hạt muon là một trong những khác biệt đáng chú ý nhất và tồn tại lâu nhất giữa dữ liệu đo lường và lý thuyết mô hình chuẩn. 'Việc đo lường tần số này là một thành công đáng chú ý và rất ít khả năng xảy ra sai sót. Do đó, nếu các dự đoán lý thuyết được chứng minh, điều này có thể là bằng chứng đầu tiên cho sự tồn tại của lực cơ bản thứ năm – hoặc một điều gì đó kỳ lạ và nằm ngoài mô hình chuẩn'.
Tham khảo bài báo của The Guardian
