Khoa học đã chứng minh được giả thuyết quan trọng: hạt electron có hình cầu

Để hình dung được hình ảnh cấu trúc của các đơn vị cấu tạo vật chất cơ bản thực sự rất khó. Quan điểm truyền thống cho rằng các nguyên tử có cấu tạo giống các hệ mặt trời thu nhỏ. Nhưng không phải như vậy. Ta khó có thể tưởng tượng electron, quark, và neutrino nếu chỉ nói chúng hoạt động như các loại hạt và sóng. May mắn thay, hạt điện tích electron vừa được các nhà nghiên cứu xác nhận là hình cầu.

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Northwestern, Harvard và Yale cho thấy hạt electron thực sự có hình cầu. Công trình của họ đạt được độ chính xác cao hơn nhiều so với các nghiên cứu trước đây. Khẳng định electron có hình cầu đã dẫn đến một hệ quả vô cùng quan trọng: Nó củng cố cho thuyết Mô hình Chuẩn của Vật Lý Hạt cơ bản, quan niệm hiện đại của chúng ta về thế giới lượng tử.

Mô hình Chuẩn là một thuyết. Một mặt, nó là một trong những thành quả khoa học vĩ đại nhất của con người, với thành công đáng kinh ngạc và sức mạnh tiên đoán phi thường. Mặt khác, nó bị hạn chế. Thuyết Mô hình Chuẩn không bao gồm lực hấp dẫn, hay vật chất tối, năng lượng tối,... Các nhà nghiên cứu luôn tìm kiếm những sai lầm nhỏ trong các dự đoán của Mô hình Chuẩn để kiểm chứng nó. Mô hình cho thấy hạt electron có hình cầu, tuy nhiên nếu có các hạt khác hoặc lực khác tác động, chúng có thể không còn là hình tròn.

Gerald Gabrielse, người đứng đầu nghiên cứu tại Northwestern, cho biết: “Nếu cấu trúc của chúng không phải là hình tròn thì vấn đề này sẽ trở thành vấn đề vật lý lớn nhất trong vài thập kỷ qua. Nhưng xét cho cùng, nghiên cứu của chúng tôi vẫn rất khoa học vì nó củng cố vững chắc cho thuyết Mô hình Chuẩn của Vật lý Hạt và có thể loại trừ các mô hình khác.”

Gabrielse giải thích: “Nếu một hạt electron có kích thước bằng Trái đất, chúng ta có thể phát hiện xem trung tâm Trái Đất có bị lệch đi một khoảng cách nhỏ hơn một triệu lần so với tóc của con người không. Đó là mức độ nhạy của cuộc nghiên cứu này.”

Việc loại trừ các mô hình thay thế là một việc không dễ. Chúng ta cần những lý thuyết rộng, nằm ngoài Mô hình Chuẩn. Điều này có nghĩa là bất kỳ thuyết thay thế được đề xuất nào cần được xem xét lại để có thể khẳng định nghiên cứu mới này.

Đã có những gợi ý về các hạt và hiện tượng vượt quá Mô hình Chuẩn nhưng cho đến nay chúng ta đang thiếu một số bằng chứng để có thể loại trừ hoàn toàn chúng.

Nguồn: iflscience.com