Nếu bạn nghĩ rằng bất kỳ khám phá lượng tử nào cũng sẽ phải đợi cho đến khi Máy va chạm Hadron lớn (LHC) được bật lại vào năm 2009, thì bạn đã sai. Có vẻ như máy gia tốc hạt Tevatron tại Fermilab ở Batavia, Illinois, đã phát hiện ra
…một cái gì đó.
Các nhà khoa học tại Tevatron không ngần ngại ca ngợi những kết quả mới từ Máy dò Collider tại Fermilab (CDF) với tư cách là một khám phá mới không biết kết quả của họ cho thấy gì. Trong các vụ va chạm giữa các proton và phản proton, CDF đã theo dõi sự phân rã của các quark đáy và các quark dưới đáy thành muon. Tuy nhiên, các nhà khoa học CDF đã phát hiện ra một điều kỳ lạ. Quá nhiều muon đã được tạo ra bởi các vụ va chạm, và muon là xuất hiện bên ngoài ống chùm…
Tevatron được mở vào năm 1983 và hiện là máy gia tốc hạt mạnh nhất trên thế giới. Nó là máy va chạm duy nhất có thể tăng tốc proton và chống proton lên 1 năng lượng TeV, nhưng nó sẽ bị LHC vượt qua khi cuối cùng nó đi vào hoạt động vào đầu năm tới. Khi LHC lên mạng, ngọn lửa nguyên tử phụ sẽ được truyền tới máy gia tốc châu Âu và Tevatron sẽ chuẩn bị ngừng hoạt động một thời gian vào năm 2010. Nhưng trước khi cơ sở mạnh mẽ này đóng cửa, nó sẽ tiếp tục thăm dò vấn đề trong một thời gian ngắn nữa.
Trong các thí nghiệm va chạm proton gần đây, các nhà khoa học sử dụng CDF bắt đầu thấy điều gì đó họ không thể giải thích với sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về vật lý hiện đại.
Các va chạm hạt xảy ra bên trong ống chùm tia rộng có chiều rộng 1,5 cm, va chạm với các chùm hạt tương đối tính và tập trung chúng vào một điểm để xảy ra va chạm. Sau va chạm, kết quả phun các hạt được phát hiện bởi các lớp điện tử xung quanh. Tuy nhiên, nhóm CDF đã phát hiện quá nhiều muon được tạo ra sau vụ va chạm. Thêm vào đó, muon đã được tạo ra không thể giải thích được ở ngoài ống chùm không có dấu vết được phát hiện trong các lớp phát hiện CDF trong cùng.
Người phát ngôn của CDF, Jacobo Konigsberg, rất muốn nhấn mạnh rằng cần phải điều tra thêm trước khi có thể đưa ra lời giải thích. CúcChúng tôi đã loại bỏ một lời giải thích trần tục về vấn đề này và tôi muốn làm rõ điều đó, Anh nói.
Tuy nhiên, các nhà lý thuyết đã rất dè dặt và rất hào hứng về những gì nó có thể có nghĩa với Mô hình chuẩn của các hạt nguyên tử phụ. Nếu việc phát hiện các muon dư thừa này không chứng minh được là chính xác, thì hạt không rõ ràng có tên khoa học có thời gian tồn tại là 20 picos giây và có khả năng di chuyển 1 cm, qua bên cạnh ống chùm, sau đó phân rã thành muon.
Dan Hooper, một nhà khoa học Fermilab khác, chỉ ra rằng nếu đây thực sự là một hạt chưa được biết đến trước đây, nó sẽ là một khám phá khổng lồ. CúcMột centimet là một chặng đường dài cho hầu hết các loại hạt để tạo ra nó trước khi phân rã," nói . CúcNó quá sớm để nói nhiều về điều này. Điều đó đang được nói, nếu nó phát hiện ra rằng một hạt mới có thời gian tồn tại lâu dài, nó sẽ là một vấn đề rất lớn.”
Neal Weiner của Đại học New York đồng ý với Hooper. CúcNếu điều này là đúng, nó chỉ là cực kỳ thú vị," anh ta nói. CúcNó sẽ là một dấu hiệu của vật lý có lẽ còn thú vị hơn chúng ta đã đoán trước đó.”
Máy gia tốc hạt có lịch sử lâu dài tạo ra kết quả bất ngờ, có lẽ đây có thể là một chỉ số của một hạt mà trước đây đã bị bỏ qua, hoặc thú vị hơn, không dự đoán. Đương nhiên, các nhà khoa học nhanh chóng đưa ra giả thuyết rằng vật chất tối có thể đứng sau tất cả những điều này.
Weiner, với đồng nghiệp Nima Arkani-Hamed, đã xây dựng một mô hình dự đoán sự tồn tại của các hạt vật chất tối trong Vũ trụ. Theo lý thuyết của họ, các hạt vật chất tối tự tương tác với nhau thông qua các hạt mang lực có khối lượng xấp xỉ 1 GeV. Các muon CDF được tạo ra bên ngoài ống chùm đã được tính toán để tạo ra bởi một hạt mẹ phân rã không xác định tên lửa với khối lượng xấp xỉ 1 GeV.
Sự so sánh rất ấn tượng, nhưng Weiner nhanh chóng chỉ ra rằng cần nhiều công việc hơn trước khi kết quả CDF có thể được liên kết với vật chất tối. CúcChúng tôi đang cố gắng để tìm ra điều đó, Anh nói. CúcNhưng tôi sẽ bị kích thích bởi dữ liệu CDF bất kể.”
Có lẽ chúng ta không nên chờ LHC, một số vật lý mới có thể được phát hiện trước khi máy gia tốc Cern hoàn toàn mới thậm chí được sửa chữa
Nguồn: Nhà khoa học mới
