Boson Higgs trông vẫn rất giống... Higgs

Nếu nó trông giống Higgs, tác dụng giống như Higgs, và phân hủy giống như Higgs, thì có khả năng nó chính là boson Higgs.

Về cơ bản đó là tin tức từ các nhà vật lí tại Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) ở Thụy Sĩ, họ đã tìm thấy một hạt mới hồi mùa hè năm ngoái. Cho đến nay, tất cả bằng chứng đều hướng đến kết luận rằng hạt đó chính là boson Higgs đã được tìm kiếm bấy lâu nay, hạt sẽ giải thích những hạt khác có được khối lượng của chúng như thế nào.

Tuy nhiên, vấn đề cho đến nay chưa kết thúc. Hiện nay, các nhà khoa học chỉ có thể nói rằng hạt do hai thí nghiệm ATLAS và CMS ở LHC tìm thấy là phù hợp với các tiên đoán cho hạt Higgs mà thôi.

Các va chạm proton-proton tại LHC. Ảnh: CERN/CMS

“Cả hai thí nghiệm CMS và ATLAS đều đưa ra những cập nhật mới của họ, và cho dù góc nghiên cứu là bao nhiêu, boson mới vẫn tương thích hoàn hảo với một boson Higgs,” nhà vật lí LHC Pauline Gagnon cho biết.

Các nhà khoa học vẫn đang đưa ra những kết quả mới nhất của họ trong một hội nghị thường niên diễn ra ở Italy trong hai tuần đầu tháng ba này.

Câu hỏi lẩn quẩn trong đầu của các nhà vật lí không chỉ là hạt mới có thật sự là boson Higgs hay không, mà là nó có đúng là boson Higgs như tiên đoán bởi Mô hình Chuẩn (SM) - những quy tắc đang trị vì của ngành vật lí hạt - hay không, hoặc nó có gợi ý đến cái gì về nền vật lí mới vượt ngoài lí thuyết này hay không – một kết cục mà một số nhà khoa học đang hi vọng, vì nó có thể hướng đến giải được các bí ẩn như là cái gì tạo nên vật chất tối.

Một trong những cách các nhà khoa học tìm kiếm những sai lệch khỏi Mô hình Chuẩn trong hành trạng của hạt mới là bằng cách nghiên cứu xem nó phân hủy như thế nào. Bởi vì những sản phẩm mới, kì lạ là không bền, nên nó chỉ tồn tại trong một phần nhỏ của một giây, trước khi biến thành những hạt khác, tầm thường hơn. Mô hình Chuẩn đưa ra những tiên đoán rất riêng về những hạt khác mà boson Higgs sẽ phân hủy thành, và cả tần suất phân hủy.

Tại hội nghị ở Italy, các nhà khoa học CMS công bố họ đã tìm thấy bằng chứng rằng hạt mới không chỉ phân hủy thành những boson khác (ví dụ như photon, hạt ánh sáng), mà còn phân hủy thành một họ hạt gọi là fermion, họ hạt bao gồm những hạt vật chất ví dụ như quark, hạt cấu tạo nên proton, và các lepton, họ hạt trong đó có electron.

Thí nghiệm CMS tìm thấy bằng chứng rằng hạt mới có thể phân hủy thành hai lepton tau – cái chưa từng được xác thực trước đây.

Còn thí nghiệm ATLAS thì tìm thấy sự một sai lệch chút ít với các tiên đoán Mô hình Chuẩn khi họ khảo sát tốc độ phân hủy của hạt mới thành hai photon. Cho đến nay, CMS không thu thập đủ số liệu về loại phân hủy này.

Nguồn: LiveScience