Bí ẩn lớn về phản vật chất sắp được lý giải

Chủ Nhật, 15 Tháng Chín 20199:00 SA(Xem: 535)
Bí ẩn lớn về phản vật chất sắp được lý giải
nguyen-tu-hydro

Nguyên tử hydro và phản nguyên tử hydro. (Ảnh: The Register).

Các nhà khoa học cuối cùng có thể xác nhận những dự đoán từ các định luật vật lý về phản vật chất, theo Science Alert. Kết quả này mở ra phương pháp mới để kiểm tra lý thuyết đặc biệt của nhà vật lý Albert Einstein về thuyết tương đối, giúp lý giải một trong những bí ẩn lớn nhất của vật lý hiện đại: “Tại sao trong vũ trụ lại có nhiềuvật chất thông thường hơn so với phản vật chất?”

“Đây là một thời điểm lịch sử trong những thập kỷ dài nỗ lực để tạo ra phản vật chất và so sánh các thuộc tính của nó với những vật chất thông thường”, nhà vật lý lý thuyết Alan Kostelecky tại Đại học Indiana đánh giá.

Các định luật vật lý dự đoán rằng cứ mỗi hạt của vật chất thông thường sẽ có một phản hạt tương ứng. Vì vậy, đối với mỗi electron điện tích âm sẽ có một positron mang điện tích dương. Điều đó có nghĩa với mỗi nguyên tử hydro thông thường được tạo thành bởi một electron liên kết với một proton, sẽ có một nguyên tử hydro được tạo thành từ một phản electron (hoặc positron) liên kết với một phản proton.

Nếu một phản hạt tìm thấy một hạt của chính nó, chúng sẽ triệt tiêu lẫn nhau, giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng.

Thực tế là có quá nhiều vật chất thông thường trong vũ trụ trong khi khó có thể tìm thấy phản hạt trong tự nhiên. Điều này có thể giải thích bởi các phản hạt sẽ bị triệt tiêu bởi các hạt của chính nó ngay trước khi chúng ta kịp quan sát. Tuy nhiên, vấn đề khiến các nhà khoa học bối rối là số lượng các hạt vật chất nhiều hơn phản vật chất trong khi các mô hình vật lý hiện đại do Einstein đưa ra trong thuyết tương đối dự đoán số lượng hạt và phản hạt cân bằng sinh ra từ vụ nổ Big Bang.

“Điều gì đó đã xảy ra, dẫn tới sự phân bố mất cân bằng hiện tại, và chúng ta đơn giản không có cách giải thích ngay bây giờ”, Jeffrey Hangst, một thành viên nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm ALPHA cho biết.

Theo kết quả mới được công bố trên tạp chí Nature ngày 29/11, lần đầu tiên các nhà khoa học có thể đo phổ ánh sáng phát ra bởi một phản nguyên tử hydro khi bị kích thích bởi laser, và so sánh với phổ ánh sáng phát ra bởi một nguyên tử hydro thông thường.

Là nguyên tử phổ biến nhất trong vũ trụ, hydro luôn triệt tiêu mọi phản nguyên tử của chính nó ngay lập tức và khó có thể tìm thấy phản nguyên tử hydro trong tự nhiên. Do đó, các nhà khoa học cần phải tạo ra các phản nguyên tử hydro trong phòng thí nghiệm.

Trong 20 năm qua, nhóm nghiên cứu ALPHA thuộc Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) đã tìm cách tạo ra các phản nguyên tử hydrogen để nghiên cứu và phát triển kỹ thuật cho phép tạo ra khoảng 25.000 phản nguyên tử hydro mỗi 15 phút, và bẫy được khoảng 14 trong số 25.000 phản nguyên tử để nghiên cứu. Đây là một bước đột phá lớn khi trước đây họ chỉ có thể bẫy từ 1 đến 2 nguyên tử hydro mỗi 15 phút.

Những phản nguyên tử này sau đó sẽ được kích thích bởi ánh sáng laser để buộc positron “nhảy” từ mức năng lượng thấp lên một mức năng lượng cao hơn. Sau một thời gian ngắn, các positron trở lại mức năng lượng thấp hơn, phần năng lượng dư thừa sẽ chuyển thành ánh sáng bức xạ ra ngoài.

Khi đo ánh sáng bức xạ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các phản nguyên tử hydro phát ra chính xác cùng một quang phổ ánh sáng như các nguyên tử hydro thông thường. Kết quả này phù hợp với mô hình chuẩn của vật lý hạt, dự đoán rằng hydro và phản hydro sẽ có quang phổ giống hệt nhau.

Nếu tất cả các quang phổ của các laser khác nhau cho nguyên tử và phản nguyên tử hydro đều kết thúc giống nhau, nhóm nghiên cứu có thể chứng minh thuyết tương đối đặc biệt của Einstein vẫn đúng.

Theo VnExpres
Gửi ý kiến của bạn
Tên của bạn
Email của bạn
Thứ Năm, 23 Tháng Mười Một 20173:00 CH
Cộng đồng thiên văn học tại Đại học Liên bang Immanuel Kant Baltic, Nga sử dụng hệ thống giả lập Astro-Model để xây dựng
Thứ Năm, 23 Tháng Mười Một 20179:00 SA
Trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence - AI) giờ xuất hiện ở khắp mọi nơi. Nó là thứ được sử dụng để trả lời email tự động trên Gmail, học cách lái xe cho chúng ta ngồi chơi, sắp xếp l
Thứ Năm, 23 Tháng Mười Một 20173:00 SA
Giới truyền thông Mỹ vừa cung cấp những hình ảnh cho thấy máy bay do thám thế hệ mới nhất của Lầu Năm Góc đã xuất hiện tại Vùng 51 chứ không chỉ dừng lại ở bản vẽ thiết kế.
Thứ Tư, 22 Tháng Mười Một 20174:00 CH
Facebook đã quyết định đầu tư 430 triệu USD để xây một trang trại điện gió cung cấp năng lượng cho một trung tâm dữ liệu của công ty vận hành mạng xã hội lớn nhất thế giới này ở bang Nebrask, Mỹ.
Thứ Ba, 21 Tháng Mười Một 201711:59 SA
Dựa vào phân tích gương mặt ứng viên, các nhà khoa học có thể đưa ra dự đoán khá chính xác về nhà lãnh đạo được cử tri yêu thích.
Thứ Ba, 21 Tháng Mười Một 20177:00 SA
Arrivo, công ty được thành lập bởi Brogan BamBrogan, cựu kỹ sư của SpaceX và Hyperloop One, cho biết họ đang hợp tác với chính quyền
Thứ Hai, 20 Tháng Mười Một 201711:59 SA
Dựa trên nhiều tiêu chí, công ty nghiên cứu thị trường Juniper Reserach đã chọn ra 5 thành phố thông minh nhất thế giới bao gồm Singapore, Barcelona, Luân Đôn, San Francisco và Oslo.
Thứ Hai, 20 Tháng Mười Một 20176:00 SA
Không phải lúc nào cũng cần test IQ để biết trí thông minh, bởi có những đặc điểm của người thông minh đã được khoa học kiểm chứng
Thứ Hai, 20 Tháng Mười Một 20174:00 SA
Những robot này đều là các nguyên mẫu tiền đề để Hanson Robotics tạo ra Sophia.
Thứ Hai, 20 Tháng Mười Một 20171:00 SA
Trạm quan sát Nam Âu (ESO) ngày 15/11 cho biết đã phát hiện một hành tinh ngoài Hệ Mặt trời có các điều kiện về lý thuyết con người có thể sinh sống được.