Nhờ làm việc siêng năng, các nhà khoa học đã tìm thấy bằng chứng về sự tồn tại của một giả hạt, lần đầu tiên được đề xuất như một giả thuyết cách đây gần 50 năm: mài mòn.
Một oderon là sự kết hợp của các hạt hạ nguyên tử, không phải là một hạt cơ bản mới, nhưng trong một số tương tác, nó hoạt động như vậy và cách nó phù hợp với các khối cấu tạo cơ bản của vật chất khiến khám phá này trở thành một bước đột phá lớn đối với các nhà vật lý.
Cuối cùng, oderon được phát hiện thông qua phân tích chi tiết hai bộ dữ liệu, đạt đến xác suất 5 sigma mà các nhà nghiên cứu sử dụng làm ngưỡng. Điều này có nghĩa là nếu oderon không tồn tại, khả năng chúng ta tình cờ thấy một hiệu ứng như vậy trong dữ liệu sẽ là 1 trên 3,5 triệu.
Các hạt như proton và neutron được tạo thành từ các hạt hạ nguyên tử nhỏ hơn: nói một cách đơn giản, các quark được "dán lại với nhau" bằng gluon, mang lực. Sự kết hợp của các proton trong máy gia tốc hạt cho chúng ta cơ hội xem xét cấu trúc bên trong của chúng, bão hòa gluon.
Khi hai proton va vào nhau nhưng bằng cách nào đó vẫn sống sót sau va chạm, thì tương tác này – một loại tán xạ đàn hồi – có thể được giải thích bằng việc các proton trao đổi một số lượng chẵn hoặc lẻ các gluon.
Nếu con số này là số chẵn, đó là công việc của một quasiparticle chó phốc sóc. Một lựa chọn khác – dường như ít xảy ra hơn nhiều – là quasiparticle oderon, một hợp chất có số lượng gluon lẻ. Cho đến nay, các nhà khoa học không thể phát hiện ra oderon trong các thí nghiệm, mặc dù vật lý lượng tử lý thuyết đã dự đoán rằng chúng nên tồn tại.
Nghiên cứu
Các nhà nghiên cứu đã phân tích một tập hợp lớn dữ liệu thu được từ máy gia tốc hạt Large Hadron Collider (LHC) ở Thụy Sĩ và máy gia tốc hạt Tevatron ở Hoa Kỳ.
Hàng triệu điểm dữ liệu đã được nghiên cứu để so sánh các va chạm proton-proton hoặc proton-phản proton cho đến khi các nhà khoa học tin chắc rằng họ đang nhìn thấy kết quả – các liên kết gluon số lẻ – điều đó chỉ có thể xảy ra nếu oderon tồn tại.
So sánh hai loại va chạm cho thấy sự khác biệt rõ ràng trong quá trình trao đổi năng lượng - sự khác biệt này chỉ ra một oderon. Sau đó, nhóm đã kết hợp các phép đo chính xác hơn với một thử nghiệm trước đó vào năm 2018 để loại bỏ một số điểm không chắc chắn, cho phép họ lần đầu tiên đạt được mức độ tin cậy cao như vậy trong phát hiện.
Phát hiện này cũng giúp lấp đầy một số lỗ hổng trong ý tưởng hiện tại về sắc động lực học lượng tử, hay QCD, một giả thuyết về cách các quark và gluon tương tác với nhau ở mức tối thiểu. Chúng ta đang nói về trạng thái của vật chất ở quy mô nhỏ nhất và cách mọi thứ trong vũ trụ kết hợp với nhau.
Ngoài ra, theo các nhà nghiên cứu, công nghệ chuyên biệt được phát triển để theo dõi oderon có thể tìm thấy nhiều ứng dụng khác trong tương lai: ví dụ như trong các dụng cụ y tế. Và mặc dù nghiên cứu này không trả lời tất cả các câu hỏi về oderon và cách chúng hoạt động, nhưng đó là bằng chứng tốt nhất cho thấy chúng tồn tại. Các thí nghiệm trong tương lai với máy gia tốc hạt sẽ cung cấp thêm xác nhận và chắc chắn sẽ đặt ra nhiều câu hỏi hơn.
Đọc thêm: