Mối liên kết giữa Higgs boson và top quark

Nam châm trong máy dò Compact Muon Solenoid. Nguồn: phys.org

Bằng cách sử dụng máy dò Compact Muon Solenoid (CMS), hoạt động như một chiếc máy ảnh tốc độ cao khổng lồ “chụp ảnh” 3D của các va chạm hạt từ mọi hướng với tốc độ lên tới 40 triệu lần mỗi giây, các nhà khoa học tại Máy gia tốc hạt lớn (LHC) gần Geneva, Thụy Sĩ đã công bố những phát hiện cho thấy độ mạnh của tương tác giữa Higgs boson và hạt cơ bản nặng nhất từng được biết đến – top quark.

Các phép đo từ nhóm CMS và một nhóm hợp tác khác gọi là ATLAS chỉ ra rằng hạt Higgs đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành khối lượng lớn của top quark. Trong khi điều này chắc chắn là một đặc điểm quan trọng của Mô hình Chuẩn - lý thuyết bao quát trong vật lý mô tả các thành phần cơ bản của vật chất và các lực lượng chi phối tương tác của chúng - đây là lần đầu tiên nó được xác minh bằng thực nghiệm.

Trong Mô hình Chuẩn, Higgs boson có thể kết hợp với các hạt được gọi là fermion (ví dụ như các electron và proton tạo ra nguyên tử thông thường). Fermion nặng nhất từng được biết tới là top quark. Nói chung, các nhà khoa học có thể đo lường độ mạnh mối nối giữa hạt Higgs và fermion bằng cách đo tốc độ phân rã của Higgs boson thành các hạt nhẹ hơn khác. Nhưng vì boson Higgs không thể phân rã thành một cặp top quark, nên cách duy nhất để đo mối nối này nghiên cứu sự tạo ra 1 Higgs boson trong mối liên kết với top quark.

"Đây là lần đầu tiên những sự kiện này được quan sát thấy trong máy dò của chúng tôi. Chúng ta đã thấy sự tương tác với các hạt khác nhưng chưa từng là với hạt nặng nhất trong tất cả - top quark", Yumiceva, một thành viên dài hạn của nhóm hợp tác CMS nói.

Các nhà nghiên cứu đã công bố bằng chứng về mối liên hệ giữa Higgs boson-top quark trên Physical Review Letters trong tháng này. Nhóm nghiên cứu ATLAS và CMS vào 6 năm trước cũng đã báo cáo độc lập về việc khám phá ra Higgs boson. Thông báo đã thành tiêu điểm trên toàn thế giới: Khám phá xác nhận sự tồn tại của hạt cơ bản cuối cùng còn thiếu trong Mô hình Chuẩn, đúng nửa thế kỷ sau khi Higgs boson được dự đoán trên lý thuyết. Đồng thời khám phá này cũng đánh dấu sự khởi đầu một chương trình thử nghiệm để xác định các tính chất của hạt mới này.

Thanh Trúc lược dịch

Nguồn: https://phys.org/news/2018-06-higgs-boson-quarks-linked-milestone.html