Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 21)

Mô hình Chuẩn

Các nhà vật lí cùng gặp nhau ở cái gọi là Mô hình Chuẩn của vật lí hạt vào thập niên 1970, sau vài thập niên nghiên cứu và khám phá. Mô hình Chuẩn mô tả các hạt ở cấp độ cơ bản nhất của chúng – những hạt không thể chia nhỏ, hay con số zero sơ cấp, nền tảng để cấu trúc nên vật chất (ví dụ, các quark tụm lại với nhau để tạo thành những hạt khác, chẳng hạn proton và neutron).

Tuy nhiên, Mô hình Chuẩn không đơn giản chỉ là một bài tập phân loại các hạt; nó là một mô hình về cách thế giới hạt vận hành, nó mô tả các hạt đó tương tác như thế nào theo những cách cuối cùng cho phép chúng tạo ra thế giới mà chúng ta thấy xung quanh mình. Chúng ta sẽ biết thêm nhiều về chúng và các tương tác của chúng ở những trang tiếp theo. Nhưng vẫn sẽ có những câu hỏi chưa có lời đáp, những nan đề mà Mô hình Chuẩn vẫn chưa thể giải thích, ví dụ như nguồn gốc của các lực cơ bản, làm thế nào các neutrino có thể biến hình từ loại này thành loại kia, cũng như bản chất của “vật chất tối” bí ẩn.

Quark

Các proton và neutron tìm thấy trong mỗi hạt nhân nguyên tử được làm bằng những hạt bé xíu gọi là quark. Murray Gell-Mann, nhà vật lí gắn liền với việc khám phá ra chúng, đặt tên cho chúng theo một dòng thoại tiểu thuyết của James Joyce, Finnegans Wake.

Các quark bé tí, kích cỡ không hơn một phần nghìn triệu tỉ của một mét, mỗi quark mang khoảng một phần ba khối lượng của proton hoặc neutron. Trong Mô hình Chuẩn chúng còn độc đáo ở chỗ điện tích của chúng là phân số của điện tích electron, chứ không bằng những bội số nguyên. Chúng gồm sáu mùi, được gọi tên có phần kì quái là lên (up), xuống (down), lạ (strange), duyên (charm), đỉnh (top), và đáy (bottom). Ba mùi sau cùng là hết sức không bền, và dường như chẳng giữ vai trò gì trong cấu trúc cuẩ vật chất.

Các quark liên kết với nhau thành cụm gồm hai hoặc ba hạt thông qua một tương tác cơ bản gọi là lực mạnh (các đám gồm quark tạo thành proton và neutron). Chính vì lực này mạnh như thế nên các quark chưa từng được quan sát thấy ở trạng thái cách li.

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Phần tiếp theo >>