Nhóm nghiên cứu công bố bằng chứng khẳng định sự tồn tại của một lực thứ năm, hứa hẹn đảo lộn nền Vật lý mà ta vẫn biết

Vật lý học bảo là trong Vũ trụ, tồn tại 4 thứ lực chi phối toàn bộ hoạt động từ nhỏ bé nhất (cỡ hạt) tới vĩ đại nhất (cỡ … Vũ trụ), đó là:

- Lực Mạnh - Strong force, giữ các hạt lại với nhau tạo thành nguyên tử.

- Lực Yếu - Weak force, gây ra quá trình phân rã của hạt.

- Lực Điện từ - Electromagnetic force, chỉ tương tác giữa các hạt mang điện tích. 

- Lực Hấp dẫn - Gravity, chính là quy luật sai khiến các vật thể có khối lượng hoặc năng lượng phải làm gì.

Ta vẫn cho rằng trật tự tự nhiên yên bình với bốn thứ lực này. Nhưng đã từ lâu, khi con người bắt đầu hiểu biết hơn về bản chất tự nhiên, chúng ta đã nghi ngờ về sự tồn tại của một lực thứ năm (hoặc thứ "n" nào khác nữa). Ta cần một yếu tố bắc cầu để nối liền vật lý cổ điển với vật lý hạt, hai phạm trù có thể giải thích thành công mọi thứ đang có quanh ta nhưng lại không ăn khớp với nhau.

Các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân Atomki tại Hungary tin rằng họ đã tìm ra bằng chứng cho thấy tự nhiên tồn tại một lực thứ năm nữa. Attila Krasznahorkay và các cộng sự tại Atomki đã lần đầu tiên nêu lên kết quả nghiên cứu này hồi 2015, sau khi quan sát ánh sáng phát ra từ hoạt động phân rã của beryllium-8, một chất đồng vị có cấu trúc không ổn định.

Ta phát hiện ra beryllium-8 từ thập niên 30, khi xây dựng máy gia tốc hạt đầu tiên tại Cambridge; bản thân sự tồn tại của beryllium-8 cùng với cách thức nó phân rã đã khiến các nhà vật lý hạt hứng thú vô cùng. Nó đã góp mặt trong một loạt nghiên cứu liên quan tới phản ứng hợp hạch, khi các nguyên tố hình thành bên trong một ngôi sao.

Năm 2015, nhóm các nhà nghiên cứu Hungary phát hiện ra rằng khi bắn proton vào đồng vị lithium-7 (để tạo ra được beryllium-8), kết quả phân rã của hạt không giống với dự đoán. Bên cạnh đó, một “cú hích” nhỏ xuất hiện, tức là theo một cách bí ẩn nào đó, electron và positron - khi phóng ra không khí trong quá trình phân rã của đồng vị - đã bắn ra khỏi nhau tạo thành một góc đúng 140 độ.

Nhiều thử nghiệm tương tự đều cho ra kết quả này, và một năm sau, một thử nghiệm nữa diễn ra tại Mỹ cũng cho kết quả tương đồng.

NA64, thí nghiệm tìm lực thứ năm của vật lý, đang được các nhà khoa học tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN) thực hiện.

Từ đây, nhóm nghiên cứu phỏng đoán: vào thời khắc nguyên tử phân rã, lượng năng lượng thừa có trong các thành phần nguyên tử đã tạo nên một hạt mới nhưng ngay lập tức bị phân rã, ra thành một cặp positron và electron.

Các nhà khoa học đặt tên cho hạt bí ẩn này là X17, do khối lượng ước tính được của nó là 17 megaelectronvolt. Nó mang theo một lực tương tác được ở khoảng cách không lớn hơn chiều ngang hạt nhân của một nguyên tử. 

Bằng nghiên mới, giáo sư Krasznahorkay tin rằng họ cũng có được số đo tương tự khi nghiên cứu nguyên tử heli ổn định. Có một điểm khác biệt, là cặp positron và electron bung ra tử nguyên tử heli với góc gần 115 độ.

“Sự việc này gần giống với hiện tượng quan sát được trong thử nghiệm với đồng vị beryllium-8, và dường như cũng giống với cách thức X17 xuất hiện khi phân rã”, nghiên cứu mới viết. Nếu như xác nhận được sự tồn tại của X17 (và đặt tên riêng cho nó), vật lý học sẽ phải xoay chuyển bốn lực cơ bản ta đã biết, làm sao để phù hợp với sự xuất hiện của một lực thứ năm.

“Chúng tôi đang chờ thêm những kết quả khác liên quan tới hạt X17 trong những năm tới đây”, nhóm nghiên cứu kết luận trong báo cáo chưa được cộng đồng khoa học xác thực.

Tham khảo Independent