Photon tối: Khám phá bí ẩn vật chất tối

Hiểu biết mới về vật chất tối nảy sinh khi các nhà nghiên cứu khám phá giả thuyết về 'photon tối', đặt ra những thách thức mới cho các mô hình lý thuyết chuẩn.

Dưới sự chỉ dẫn của các chuyên gia tại Đại học Adelaide, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã khám phá thêm manh mối trong nỗ lực tìm hiểu sâu hơn về bản chất của vật chất tối.

Giáo sư Anthony Thomas, giáo sư Vật lý tại Đại học Adelaide, nói: 'Vật chất tối chiếm tới 84% vũ trụ nhưng chúng ta hiểu biết rất ít về nó'.

'Tồn tại của vật chất tối đã được xác định chắc chắn thông qua các tương tác hấp dẫn, nhưng bản chất chính xác của nó vẫn chưa được hiểu biết đầy đủ mặc dù nỗ lực hết mình của các nhà vật lý trên toàn cầu'.

'Chìa khóa để giải mã bí ẩn này có thể nằm ở photon tối, một hạt có khối lượng lớn theo lý thuyết có thể đóng vai trò là cánh cửa giữa thế giới tối của các hạt và vật chất thông thường'.

Photon tối và ý nghĩa của nó

Vật chất tối, thứ mà chúng ta và thế giới vật chất của chúng ta được tạo thành, ít dồi dào hơn vật chất thông thường: vật chất tối tồn tại nhiều gấp nhiều lần so với vật chất thông thường. Tìm hiểu thêm về vật chất tối là một trong những thách thức lớn nhất đối với các nhà vật lý trên khắp thế giới.

Photon tối là một hạt khu vực ẩn giả thuyết, được đề xuất như một chất mang lực tương tự như photon của điện từ nhưng có khả năng kết nối với vật chất tối. Kiểm tra các lý thuyết hiện có về vật chất tối là một trong những phương pháp tiếp cận mà các nhà khoa học như giáo sư Thomas, cùng với các đồng nghiệp là giáo sư Martin White, tiến sĩ Xuangong Wang và Nicholas Hunt-Smith, thành viên của Trung tâm Xuất sắc của Hội đồng Nghiên cứu Úc (ARC) đang thực hiện. Vật lý hạt vật chất tối đang theo đuổi để có thêm manh mối về chất khó nắm bắt nhưng cực kỳ quan trọng này.

Những hiểu biết sâu sắc từ các vụ va chạm hạt

Giáo sư Thomas cho biết: 'Trong nghiên cứu mới nhất của chúng tôi, chúng tôi kiểm tra những tác động tiềm ẩn mà một photon tối có thể gây ra đối với tập hợp đầy đủ các kết quả thí nghiệm từ quá trình tán xạ không đàn hồi sâu'.

Sự phân tích về sản phẩm phụ của sự va chạm giữa các hạt được gia tốc đến năng lượng cực cao cung cấp cho các nhà khoa học bằng chứng đáng tin cậy về cấu trúc của thế giới tế bào và các quy luật tự nhiên điều chỉnh nó.

Trong lĩnh vực vật lý hạt, quá trình tán xạ không đàn hồi sâu là thuật ngữ được sử dụng để khám phá bên trong các hạt hadron (đặc biệt là các baryon như proton và neutron), sử dụng electron, muon và neutrino.

Giáo sư Thomas nói: 'Chúng tôi đã áp dụng mô hình phân tích toàn cầu về hàm phân phối góc momen (JAM) tiên tiến của Phòng thí nghiệm Jefferson, điều chỉnh lý thuyết cơ bản để cho phép sự tồn tại của photon tối'.

'Nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra rằng giả thuyết về photon tối được ưu tiên hơn so với mô hình chuẩn ở mức ý nghĩa 6,5 sigma, đây là bằng chứng cho một khám phá trong lĩnh vực hạt học'.

Nhóm nghiên cứu bao gồm các nhà khoa học từ Đại học Adelaide cùng với các đồng nghiệp tại Phòng thí nghiệm Jefferson ở Virginia, Mỹ, đã công bố kết quả của mình trên Tạp chí Vật lý Năng lượng Cao - Journal of High Energy Physics.