Các nhà vật lý làm việc tại máy dò LHCb tại Máy Va chạm Hadron Lớn đã tìm thấy gợi ý về một hiện tượng không thể giải thích được trong khuôn khổ vật lý hiện đại - Mô hình Chuẩn, mô tả các tính chất của tất cả các hạt đã biết.
Vào tháng 15, một nhóm các nhà khoa học đã công bố dữ liệu cho thấy các quark ma thuật (b-quark) phân hủy thành muon ít hơn 200% so với các hạt liên quan đến muon - electron. Điều này không thể giải thích được bằng Mô hình Chuẩn, vốn chỉ dự đoán một sự khác biệt duy nhất giữa muon và electron, nhẹ hơn lần so với "anh em song sinh" của nó. Nói cách khác, các quark ma thuật phải phân hủy thành muon và electron với cùng tần số. Tuy nhiên, tại thời điểm đó, sự khác biệt giữa dữ liệu thực nghiệm và Mô hình Chuẩn là ba sigma, hay ba độ lệch chuẩn, mà trong vật lý hạt cơ bản là không đủ để đánh giá một khám phá một cách thuyết phục.
Để các nhà vật lý có thể nói về sự tồn tại của một lực chưa biết cản trở sự phân rã của b-quark thành muon, cần phải đạt được kết quả là năm sigma, khi xác suất mà sự khác biệt do ngẫu nhiên sẽ ít hơn hơn một phần triệu. Mặc dù nghiên cứu mới không đạt được điểm này, nhưng các nhà khoa học đã quan sát thấy hiện tượng tương tự: các quark ma thuật phân rã thành muon ít hơn 30% so với tần suất chúng phân rã thành electron. Sự khác biệt giữa lý thuyết và thực nghiệm là khoảng hai độ lệch chuẩn, hay khoảng hai sigma. Nói cách khác, xác suất sai số thống kê chỉ hơn 2%.
Theo các nhà khoa học, việc vận hành máy dò LHCb hiện đại hóa sẽ giúp xác nhận hoặc bác bỏ những dữ liệu này, vốn sẽ phải thu thập thêm dữ liệu và cung cấp thêm số liệu thống kê.
Mặc dù cho đến nay, Mô hình Chuẩn đã vượt qua tất cả các bài kiểm tra thực nghiệm, nhưng các nhà khoa học biết rằng nó chưa hoàn thiện. Nó không bao gồm tương tác hấp dẫn và không mô tả các hạt có thể giải thích sự tồn tại của vật chất tối, thứ gây ảnh hưởng quan sát được lên vật chất thông thường trong vũ trụ. Gần đây, ngày càng có nhiều dữ liệu về Vật lý mới bên ngoài Mô hình Chuẩn được tích lũy, nhưng cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa tìm thấy bằng chứng rõ ràng về sự tồn tại của nó.
Đọc thêm:
- Các nhà vật lý đã phá kỷ lục về nhiệt độ thấp nhất đạt được trong điều kiện phòng thí nghiệm
- Giải Nobel Vật lý năm 2021 được trao cho 3 nhà khoa học vì đã đưa trật tự trở nên hỗn loạn