Các nhà vật lý tại phòng thí nghiệm của Cơ quan Nghiên cứu nguyên tử Châu Âu CERN (European Organization for Nuclear Research) ở Giơnevơ vừa công bố hôm thứ tư 19-11-2014 việc phát hiện hai hạt cơ bản mới, cấu thành từ ba hạt quark: quark dưới (d), quark lạ (s) và quark đáy (đẹp) (b). Cho đến trước phát hiện này, các nhà vật lý chỉ biết chúng về mặt lý thuyết, giờ họ đã khẳng định sự tồn tại của chúng. Việc này có thể giúp chúng ta mở rộng kiến thức về vũ trụ.

Ảnh: Getty Images – Máy gia tốc hạt lớn (Large Hadron Collider viết tắt là LHC)

Các kết quả của những nghiên cứu mang tính bước ngoặt này đã đăng trong tạp chí "Phy­si­cal Re­view Let­ters" cà như ông Mat­thew Char­les, một cộng tác viên người Pháp của CERN đã nói: "Thiên nhiên đã tốt bụng làm sao khi đã cho chúng ta cùng một lúc hai hạt quark mà phải chỉ trả giá cho một hạt ".

- Việc tồn tại các hạt Xi_b'- và Xi_b* thì các nhà vật lý đã đoán trước từ lâu, nhưng chưa có dịp quan sát chúng. Khối lượng của các hạt này không chỉ bằng tổng khối lượng các hạt thành phần, mà còn phụ thuộc vào cấu hình của chúng nữa – ông TSKH Marek Szcze­kow­ski, làm việc ở Trung tâm Nghiên cứu nguyên tử quốc gia (Narodowe Centrum Badań Jądrowych - NCBJ) trong bình luận gửi cho Hãng thông tấn Ba lan đã nói như vậy.

"Hạt ba­ryo­n quen thuộc nhất là pro­ton tạo ra nhân nguyên tử hydro. Vì các quack xuất hiện ở 6 dạng, nên cũng có các baryon cấu thành từ các hạt quark khác, nặng hơn. Hai trong các hạt nặng vừa quan sát được, ký hiệu là Xi_b'- và Xi_b*-. Cả hai đều cấu thành từ các hạt quack (dsb) – quark dưới (d), quark lạ (s) và quark đáy (đẹp) (b). Để so sánh thì pro­ton (uud) là trạng thái gồm hai hạt quark hướng lên (u) và một hạt quark dưới (d)” – ông Szcze­kow­ski giải thích.

"Do có mặt của các hạt quark nặng s và b nên các hạt quan sát được nặng gấp hơn sáu lần pro­to­n. Để tạo ra chúng ta cần năng lượng lớn của chùm tia trong máy gia tốc LHC. Thời gian tồn tại trung bình của loại hạt lạ kỳ và xinh đẹp này là một phần triệu triệu giây (10^-12 sek.). Tính chất đo được của các hạt này hoàn toàn phù hợp với tính toán theo lý thuyết theo mô hình quark".

Một nhóm các nhà khoa học Ba lan ở các phòng thí nghiệm ở Krakow (Đại học Mỏ-Địa chất -Aka­de­mia Gór­ni­czo-Hut­ni­cza và Viện Vật lý hạt nhân thuộc Viện Hàn lâm khoa học Ba lan- In­sty­tut Fi­zy­ki Ją­dro­wej PAN) và Trung tâm Nghiên cứu nguyên tử quốc gia NCBJ ở Vacsava đã tham gia vào thí nghiệm này trên Máy gia tốc hạt lớn LHC.

Phát hiện này dựa trên cơ sở phân tích một số lượng dữ liệu khổng lồ thu được trong các thí nghiệm tiến hành trong các năm 2011-2012. Hiện nay người ta đang chuẩn bị cho LHC làm các thí nghiệm với các chùm tia có năng lượng lớn hơn, bắt đầu từ mùa xuân năm 2015.

Nguyễn Hữu Viêm

Dịch từ onet.pl