Các nhà vật lý cho biết họ đã tìm thấy bằng chứng mạnh mẽ nhất cho đến nay về glueball, một hạt được tạo thành hoàn toàn từ lực. Phát hiện này, được công bố trên tạp chí Nature, có thể trả lời một câu hỏi khiến các nhà nghiên cứu bối rối hơn 40 năm. Glueball rất kỳ lạ vì nó không chứa vật chất nào cả. Nó được tạo thành hoàn toàn từ gluon, các hạt mang lực hạt nhân mạnh và giữ các hạt nhân nguyên tử lại với nhau.
Một hạt được tạo thành từ lực thuần túy
Hầu hết các hạt, như proton và neutron, được tạo thành từ quark. Gluon hoạt động như keo, liên kết các quark bên trong các hạt đó. Lý thuyết từ lâu đã dự đoán rằng gluon cũng có thể liên kết với nhau, tạo thành một hạt không có quark. Hạt đó chính là glueball. Việc tìm thấy một hạt như vậy sẽ chứng minh rằng lực đơn thuần có thể tạo ra một vật thể ổn định. Trong nhiều thập kỷ, các cuộc tìm kiếm không mang lại kết quả thuyết phục, vì các tín hiệu giống glueball rất dễ bị nhầm lẫn với các hạt thông thường.
Cách các nhà khoa học tìm ra ứng viên
Nhóm nghiên cứu đã rà soát dữ liệu từ các vụ va chạm hạt năng lượng cao. Họ tìm kiếm một hạt có khối lượng cụ thể và cách phân rã cụ thể. Dữ liệu cho thấy một lượng dư thừa rõ ràng các sự kiện khớp với dự đoán lý thuyết về glueball nhẹ nhất. Nhóm đã so sánh tín hiệu với mọi hạt thông thường đã biết có thể bắt chước nó. Không hạt nào khớp tốt như vậy. Kết quả không phải là bằng chứng cuối cùng, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết đây là sự khớp gần nhất từng được tìm thấy.
Xác nhận sẽ có ý nghĩa gì
Một glueball được xác nhận sẽ cung cấp cho các nhà vật lý một công cụ mới để kiểm tra lý thuyết về tương tác mạnh, được gọi là sắc động lực học lượng tử. Nó cũng sẽ cho thấy các lực cơ bản nhất của vũ trụ tạo ra cấu trúc như thế nào. Cuộc tìm kiếm vẫn chưa kết thúc. Nhóm muốn chạy lại thí nghiệm với nhiều dữ liệu hơn và độ chính xác cao hơn. Nếu tín hiệu vẫn tồn tại, glueball sẽ chuyển từ dự đoán thành sự thật, và một cuộc săn lùng dài sẽ kết thúc. Hiện tại, các nhà nghiên cứu cho biết, dữ liệu mới mang lại cho họ cái nhìn rõ nhất về một hạt mà nhiều người nghi ngờ sẽ không bao giờ được tìm thấy.