Boson Higgs tiếp tục gây rắc rối

Boson Higgs đang gửi đi những tín hiệu đa chiều: khối lượng của nó dường như biến thiên tùy thuộc vào nó được đo như thế nào. Ngoài ra, những cái lạ ở cách nó phân hủy thành những hạt khác, lần đầu tiên được lưu ý khi đội khoa học tại LHC công bố khám phá ra một boson mới hồi tháng 7, vẫn chưa được hiểu rõ.

Các thí nghiệm tại LHC không phát hiện ra hạt Higgs một cách trực tiếp. Thay vậy, chúng thu thập và phân tích mớ hạt lộn xộn mà người ta dự đoán nó phân hủy thành. Những kết quả mới nhất từ máy dò hạt ATLAS tại LHC cho thấy khi chúng ta khảo sát sự phân hủy của nó thành hai photon, chúng ta tìm thấy khối lượng của hạt boson mới cao hơn 3 GeV so với khi tính từ sự phân hủy của nó thành những hạt gọi là boson Z.

Albert De Roeck, một thợ săn Higgs chủ chốt tại máy dò hạt kình địch của ATLAS, CMS, cho biết, “Các kết quả ăn khớp vừa vặn luôn”. Nhưng ông cũng cho biết sự không ăn khớp hầu như chắc chắn phản ánh một trục trặc nào đó xảy ra với các phép đo chứ không phải là do cơ sở vật lí mới chưa biết.

Vẫn còn rất nhiều dữ liệu chưa được phân tích xong

Đội ATLAS cũng đã công bố những kết quả mới từ sự phân tích tốc độ phân hủy của boson Higgs thành các cặp photon. Mô hình chuẩn của ngành vật lí hạt dự đoán chính xác phân rã này xảy ra thường xuyên như thế nào. Thật li kì, khi những dấu hiệu sơ bộ của một hạt mới được nâng lên mức một “khám phá” hồi tháng 7, tốc độ phân hủy đó lại thường xuyên hơn mô hình chuẩn dự đoán. Nhưng không có đủ số liệu để biết đây có phải là một sự may mắn tình cờ hay không.

Nếu hạt Higgs thật sự phân hủy thành photon với tốc độ quá nhanh, thì nó sẽ đưa đến một số manh mối để tìm kiếm nền vật lí mới có thể giải thích những bí ẩn như vật chất tối, sự hấp dẫn và sự biến mất của phản vật chất trong vũ trụ.

Vừa qua, các nhà vật lí công bố rằng tốc độ cao vượt mức đó không còn nữa – nhưng không có vẻ là một sự kiện chính cống, mặc dù các nhà vật lí đã chứng kiến số phân hủy nhiều gấp đôi.

“Nó khiến chúng tôi bị kích động,” phát biểu của Raymond Volkas thuộc trường Đại học Melbourne ở Australia. Strassler gọi những kết quả mới trên là “rất hấp dẫn và trêu ngươi”, nhưng ông cho biết thêm rằng nó vẫn chưa đủ để cho chúng ta biết bất cứ điều gì.

“Tôi đoán rằng các kết quả CMS nay rất khó lường trước,” De Roeck nói. Đội CMS vẫn chưa công bố số liệu của họ về boson Higgs phân hủy thành photon, họ nói họ cần có thêm thời gian để làm phân tích của mình.

Theo Strassler, vấn đề khối lượng hạt Higgs có thể là một dấu hiệu để chúng ta không nên tin tưởng tốc độ cao khác thường của sự phân hủy photon đã đo được. Trong tuần này, LHC sẽ chuyển sang một giai đoạn khác trước khi ngừng hoạt động vào đầu năm 2013 để nâng cấp cỗ máy. Bạn đừng nghĩ rằng trong thời gian này huyết áp của các nhà vật lí sẽ được hồi phục, không đâu, họ sẽ không có thời gian nghỉ nào hết. Marumi Kado thuộc đội ATLAS cho biết họ chỉ mới phân tích có một phần nhỏ dữ liệu thu thập được từ trước đến nay thôi. “Các bất ngờ đang chờ đón chúng ta trong dữ liệu hiện có,” ông nói.

Theo New Scientist