Khoa học: Có thể đã tìm ra lực cơ bản tự nhiên thứ 5

Theo một tờ báo được xuất bản trên Physical Review Letters, một nhóm các nhà vật lý đã đưa ra bằng chứng khẳng định lực cơ bản thứ 5 của tự nhiên đã xuất hiện.

Theo TheRegister, Giáo sư vật lý và thiên văn học Jonathan Feng của đại học California, Irvine (UCI) và cũng là người đứng đầu công trình nghiên cứu nói rằng, "Nếu đúng là như vậy thì đây là một cuộc cách mạng. Trong nhiều thập kỷ qua, chúng ta đã biết có 4 lực cơ bản của tự nhiên đó là: lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu.

Nếu các thí nghiệm sắp tới xác nhận được có tồn tại một lực tự nhiên thứ 5 thì việc khám phá này sẽ thay đổi hoàn toàn sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ, với các hệ quả liên quan tới sự thống nhất giữa các lực và vật chất tối".

Nghiên cứu này được dựa trên nghiên cứu trước đó của các nhà vật lý hạt nhân thực nghiệm thuộc Viện Khoa học Hungary. Họ đã kiểm tra sự phân rã phóng xạ của một đồng vị không ổn định của nguyên tố Berili để tìm ra bất cứ dấu hiệu nào về sự tồn tại của "photon tối" – hạt giả thuyết của vật chất tối. Tiếc rằng, không có "photon tối" nào được phát hiện, nhưng các nhà vật lý này đã tìm thấy dấu vết của một loại hạt chỉ nặng hơn electron 30 lần.

Các nhà vật lý của UCI đã phân tích dữ liệu chi tiết hơn để tìm ra đó là loại hạt gì và họ thấy rằng đó không phải là photon tối hay có liên quan đến vật chất tối. Thay vào đó, họ tin rằng đây có khả năng là boson protophobic X hay boson X và nó mang theo một lực cơ bản của tự nhiên.

Hạt boson X chỉ tương tác với electron và neutron trong phạm vi rất nhỏ là 14 femtomet, tức là 10-15 m. Giáo sư Timothy Tait, đồng tác giả của tờ báo và cũng là nhà vật lý thuộc UCI nói rằng, "Chúng tôi chưa từng thấy hạt boson nào mà có đặc tính này. Đôi khi chúng tôi gọi nó là boson X, X ở đây nghĩa là không biết".

Các nhà vật lý tính toán rằng khối lượng của boson X rất nhỏ, nhẹ hơn hạt boson Higgs, và có thể nhìn thấy được trong các thí nghiệm. Nó nhanh chóng phân rã ra positron và electron. Ông Feng nói rằng, "Lý do làm cho loại hạt này khó bị phát hiện là vì sự tương tác của nó rất yếu và khối lượng của nó quá nhỏ. Giờ đây các nhóm nhà vật lý làm thí nghiệm trên khắp thế giới có thể đi theo khám phá ban đầu này, vì họ đã biết phải tìm kiếm nó ở đâu".

Nhóm nghiên cứu thừa nhận, công trình của họ vẫn chưa có kết quả cuối cùng và họ cần phải thực hiện nhiều thí nghiệm hơn. Tuy vậy điều này sẽ không ngăn cản các nhà vật lý và Feng cho rằng loại lực mới của tự nhiên có thể kết hợp với lực điện từ, lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu tạo thành một lực cơ bản quan trọng hơn.

Một lý thuyết khác chỉ ra, loại lực mới có thể liên quan đến vật chất tối. Feng cho rằng có thể có những khu vực tối tách biệt khỏi vật chất tối và các lực, việc 2 khu vực vật chất của chúng ta và khu vực vật chất tối tương tác với nhau qua các tương tác cơ bản là điều có thể xảy ra và loại lực mới này phù hợp với nghiên cứu trước đây của Viện Khoa học Hungary về bản chất của vật chất tối.

Ngô Thủy