Vien vat ly y sinh

Nghiên cứu khoa học

Tiên đoán 6 hạt mới


     Cập nhật : By admin - 6/3/2017

Ra đời khoảng 4 thập niên trước, Mô-hình chuẩn (Standard Model – SM) đã vượt qua một cách mỹ-mãn các phép thử của Vật-lý. Tuy nhiên, SM vẫn có vài vấn-đề tồn-đọng. Chẳng-hạn, nó chưa thể lý-giải vì-sao vũ-trụ lại có nhiều vật-chất (matter) hơn phản vật-chất (antimatter). Mở đầu năm Đinh Dậu 2017, bốn nhà Vật-lý châu Âu (G. Ballesteros, J. Redondo, A. Ringwald, and C. Tamarit, Phys. Rev. Lett. 118, 071802 (2017)) đã đề-xuất một mô-hình mới – một mở-rộng tối-thiểu của SM – gọi là mô-hình SMASH. Mô-hình mới này tiên đoán 6 hạt mới (thêm vào 17 hạt cơ-bản quen-thuộc của SM – xem Hình minh-họa).

17 hat moi

  6 hạt đề-xuất thêm có kí-hiệu được viền sáng (Q, ba hạt N, rho, và A)

17 hạt đã biết của SM: 6 quart (tròn đỏ); 6 lepton (3 vuông xanh và 3 vuông xoay 45 độ); 4 hạt mang tương-tác (g,W, Z và gamma), và hạt Higgs (H)

          Các hạt mới đó là: Ba neutrinos tay phải nặng  (heavy right-hand neutrinos); Một fermion tam-tuyến màu (color triplet fermion); Một hạt có tên là rho, nó vừa mang lại khối-lượng cho right-hand neutrinos vừa  cùng Higgs boson vận-hành quá-trình lạm-phát vũ-trụ (cosmic inflation); và hạt axion, kỳ vọng là hạt vật-chất tối (dark matter).

            Với 6 hạt mới này SMASH giải-quyết đồng-thời 5 vướng-mắc của SM:

           (1) Giải-thich sự bất ngang-bằng matter-antimatter trong vũ-trụ,

           (2) Tạo khối-lượng rất nhỏ cho các left-hand neutrinos đã biết,

           (3) Giải-thich tính bất đối-xứng bất thường của tương-tác mạnh (liên-kết các quarks trong hạt-nhân),

           (4) Chỉ-ra nguồn-gốc của Dark matter, và

            (5) Giải-thích lạm-phát vũ-trụ.

    Hẳn là, SMASH cũng có những khó-khăn riêng, ví như việc giải-thích hằng-số vũ-trụ (cosmological constant). Dù-sao, đây thực sự là một “SMASH” (cú đập mạnh) đầu năm. Hi-vọng là, những tiên-đoán của SMASH sẽ sớm được kiểm-chứng, trong đó có tiên-đoán về khối-lượng của axions là khoảng 50 – 200 \mu eV (microelectronvolt).

NGUYỄN TRẦN