Các nhà vật lí ở Nhật Bản cho biết họ đã có lời giải cho một vấn đề đã thách đố các nhà vật lí hạt trong gần hai thập kỉ - vấn đề moment từ dị thường của muon.
Các phép đo tiến hành trong vài năm qua tại thí nghiệm g-2 ở Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven ở Mĩ đề xuất moment từ muon lớn hơn đáng kể so với dự đoán bởi Mô hình Chuẩn của vật lí hạt. Sau khi phân tích tỉ mỉ dữ liệu liên quan đến phân hủy của muon thành electron, ý nghĩa thống kê của sự khác biệt này là 3,6s - nghĩa là khả năng rất cao đó không phải là một cú ăn may.
Nam châm g-2 được vận chuyển tới Fermilab để lắp đặt trong thí nghiệm Muon g-2. (Ảnh: Fermilab)
Vượt Mô hình Chuẩn
Một lí giải khả dĩ cho rằng trong phân hủy muon có sự tham gia của các hạt không được mô tả bởi Mô hình Chuẩn, và sự có mặt của chúng ảnh hưởng đến giá trị đo được của moment từ muon. Việc tìm thấy bằng chứng cho những hạt như thế sẽ là một thành tựu đồ sộ, đó là lí do khiến thí nghiệm Muon g-2 mới tại Fermilab đang thu thập dữ liệu trong năm nay.
Tuy nhiên, nay Takahiro Morishima tại Đại học Nagoya và Toshifumi Futamase tại Đại học Sangyo Tokyo vừa đi tới một lời giải thích khác cho dị thường trên. Trong ba bản thảo tải lên máy chủ arXiv, hai tác giả đã tính toán các hiệu ứng do sự cong của không-thời gian có thể gây ra sự tăng giá trị đo được của moment từ. Hiệu ứng này của thuyết tương đối rộng có liên quan đến trường hấp dẫn của Trái Đất.
Ảnh hưởng đến muon, chứ không ảnh hưởng đến electron
Trong khi áp dụng cơ sở vật lí giống như vậy cho electron (hạt không có dị thường từ giống như vậy), Morishima và Futamase cho biết hiệu ứng không dẫn tới sự tăng moment từ đo được của electron.
Ba bản thảo hiện nay chưa nhận được đánh giá ngang hàng nhưng đã gây khuynh đảo trên một số trang blog vật lí. Nhà vật lí hạt Tommaso Dorigo viết: “Ý tưởng về các hiệu ứng hấp dẫn cổ điển ảnh hưởng đến giá trị của nó [moment từ muon] theo một kiểu khá phù hợp với độ lệch quan sát thấy là hết sức bất ngờ và phấn khởi.”
Nhà vật lí toán Peter Woit viết: “Loại tính toán như thế này cần được kiểm tra bởi các chuyên gia khác trong ngành, và nó đem lại một ví dụ tuyệt vời về nơi bạn muốn có sự đánh giá ngang hàng tốt.” Ông viết tiếp, “Nếu kết quả này đúng, thì nó là một ví dụ tuyệt vời cho sự hiểu biết của chúng ta về sự vận hành của nền vật lí cơ bản, với các thí nghiệm Muon g-2 đang đo thứ gì đó chúng thậm chí chẳng tìm kiếm, một hiệu ứng tinh vi của thuyết tương đối rộng.”
Nguồn: physicworld.com
