Trong một bước đột phá lịch sử, một nhóm các nhà khoa học quốc tế do Trung Quốc dẫn đầu đã xác nhận sự tồn tại của hạt glueball– một dạng vật chất hiếm gặp được tạo thành hoàn toàn từ các hạt mang lực.
Phát hiện này được các nhà khoa học Trung Quốc trình bày tại Hội nghị Quốc tế về Vật lý Năng lượng Cao ở Natal, Brazil năm nay. Được tổ chức hai năm một lần, sự kiện này giới thiệu một số tiến bộ quan trọng nhất trong lĩnh vực vật lý hạt năng lượng cao.
Sau 15 năm nghiên cứu, nhóm nghiên cứu bao gồm hơn 700 nhà khoa học đến từ 15 quốc gia cuối cùng đã thu thập được bằng chứng xác thực về các hạt glueball bằng cách sử dụng Máy gia tốc electron-positron Bắc Kinh II, Theo báo Guangming Daily.
Các hạt glueball được tạo thành từ gluon – các hạt đóng vai trò là chất truyền lực để “kết dính” các quark lại với nhau thành các hạt lớn hơn như proton và neutron. Proton và neutron tạo nên các nguyên tử, những khối xây dựng cơ bản của mọi vật chất trong vũ trụ – từ cơ thể con người đến các vật thể hàng ngày.
Trong 50 năm qua, các nhà khoa học đã dự đoán rằng các gluon có thể liên kết với nhau thành các "glueball" . Tuy nhiên, việc tìm ra bằng chứng thực nghiệm hỗ trợ cho giả thuyết là vô cùng khó khăn.
Nhóm nghiên cứu do Trung Quốc dẫn đầu đã sử dụng máy gia tốc hạt để đập vỡ các electron và các phản hạt của chúng ở tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng để tạo ra các hạt J/psi. Khi những hạt có tuổi thọ ngắn này phân rã, chúng tạo ra một môi trường lý tưởng để săn tìm các glueball. Nhóm nghiên cứu đã xác định được một loại hạt mới có khả năng là một loại glueball vào năm 2011, và đã đo thành công khối lượng cũng như các đặc tính khác của nó vào năm 2024 sau khi phân tích khoảng 10 tỷ hạt J/psi.
Sau đó, họ đã tiến thêm một bước quan trọng bằng cách xác định đặc tính nổi bật của glueball đó là nó không mang thông tin về "hương vị-flavor".
Theo Huang Yanping, đồng trưởng nhóm nghiên cứu và là nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý Năng lượng Cao thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, không giống như các glueball, các hạt vật chất thông thường như proton và neutron chứa các quark có nhiều loại khác nhau. Theo ông, phát hiện này cho thấy “bản thân lực đã trở thành một thực thể vật chất”.
“Giống như trước đây chúng ta tin rằng người đưa thư chỉ có nhiệm vụ chuyển phát thư từ, nhưng rồi một ngày chúng ta đột nhiên phát hiện ra rằng chính những người đưa thư cũng có thể tập hợp lại và tạo thành một tác phẩm điêu khắc,” Huang nói.
Jin Shan, một thành viên khác của nhóm nghiên cứu và là giáo sư tại Đại học Nam Kinh, cho biết những phát hiện này đã chứng minh một “dạng vật chất chưa từng có”.
“Nó không chỉ giúp lý thuyết mô tả tương tác mạnh vượt qua được bài kiểm tra nghiêm ngặt nhất, mà còn mở rộng đáng kể phạm vi hiểu biết của chúng ta về thế giới vật chất,” ông nói.
Jin nói thêm rằng nếu không có máy gia tốc hạt hiệu năng cao, việc phát hiện ra glueball “có thể đã bị trì hoãn nhiều năm”.
www.scmp.com
