Lần đầu tiên phát hiện hạt 4 quark lạ

Dự án Large Hadron Collider Beauty (LHCB) lần đầu tìm ra hạt chứa bốn quark. Phát hiện này có thể vén bức màn bí mật về sự hình thành mọi vật chất quanh ta.

Hạt quark thường kết hợp với nhau thành một nhóm 2 hay 3 hạt gồm các proton và neutron, tạo thành hạt tổ hợp hay còn gọi là các hadron. Các nhà khoa học từ lâu đã dự đoán có thể tồn tại các hadron chứa 4 hoặc 5 hạt quark, tuy nhiên vẫn chưa có cơ hội chứng minh điều này qua nhiều thí nghiệm thực hiện trong những năm qua.

Theo Independent, các nhà khoa học tại CERN (Hội đồng Nghiên cứu hạt nhân Châu Âu) hy vọng khám phá mới về loại hạt đặc biệt này sẽ cho biết cách hạt quark tạo thành các hạt tổ hợp, từ đó hiểu thêm về sự hình thành vật chất xung quanh chúng ta.

Hạt quark thường kết hợp với nhau thành một nhóm 2 hay 3 hạt gồm các proton và neutron, tạo thành hạt tổ hợp hay còn gọi là các hadron. Ảnh: Independent.

“Hạt được tạo thành từ bốn quark đã lạ thường, loại chúng ta vừa phát hiện ra là hạt đầu tiên được tạo thành từ bốn quark nặng cùng loại, cụ thể là hai quark duyên (charm quark) và hai phản hạt quark duyên”, ông Jac Passaleva, người phát ngôn của dự án LHCB chia sẻ.

Đến bây giờ, dự án LHCB và các thí nghiệm khác chỉ quan sát được các hạt có 4 quark bao gồm hai quark nặng và không hạt nào có nhiều hơn hai quark cùng loại.

“Các nhà khoa học giờ đây có thể thông qua loại hạt lạ thường này để kiểm tra các giả thuyết rộng hơn như cách các quark kết hợp ở quy mô nhỏ nhất để tạo ra mọi thứ xung quanh chúng ta”, Chris Parkes đến từ Đại học Manchester, đảm nhận vai trò người phát ngôn dự án cho biết thêm.

Nếu các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn về sự tương tác mạnh mẽ đã liên kết proton, neutron và hạt nhân nguyên tử tạo nên vật chất, họ cũng sẽ biết liệu các quá trình được quan sát gần đây là một phần của vật lý mới, chưa từng được khám phá hay chỉ là kết quả không ngờ tới của kiến thức hiện tại.

Khám phá mở ra chương thú vị trong nghiên cứu lý thuyết tương tác mạnh. Ảnh: Independent.

Hạt mới được phát hiện bằng cách xem qua dữ liệu của các lần “va chạm” hoặc vượt quá giới hạn va chạm. Bằng cách xem qua dữ liệu chi tiết từ lần chạy thứ nhất và thứ hai của máy gia tốc hạt lớn, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những va chạm đặc trưng cho thấy một hạt mới vừa được tìm thấy.

Giới nghiên cứu không chắc chắn liệu hạt đó có phải là “một hạt 4 quark thực sự” được tạo thành từ bốn hạt quark kết hợp với nhau, hay một tổ hợp gồm hai hạt, mỗi hạt có hai quark liên kết với nhau.

Dù sao, khám phá này cũng mở ra một chương thú vị khác trong quyển sách khoa học, cho phép chúng ta nghiên cứu thêm lý thuyết tương tác mạnh và làm sáng tỏ các quy trình cơ bản tạo nên vật chất trong tự nhiên.