5 phút hiểu ngay : mô hình chuẩn và 4 lực cơ bản của vũ trụ.
Mô hình chuẩn của vật lý hạt là một thuyết nghiên cứu về các tương tác của tự nhiên như tương tác mạnh, tương tác yếu, tương tác điện từ, cũng như khám phá và giải mã những hạt ở quy mô hạ nguyên tử.
Hai loại hạt chủ chốt trong mô hình chuẩn bao gồm :
- Fermion : Những hạt vật chất ( gồm 12 loại )
- Boson : Những hạt truyền tương tác ( gồm 3 loại )
Được phát triển vào những năm đầu của thập niên 1970, mô hình chuẩn là một phần của lý thuyết trường lượng tử, một lý thuyết mong muốn kết hợp cơ học lượng tử với thuyết tương đối hẹp.
Tuy nhiên, mô hình chuẩn vẫn chưa phải là một thuyết thống nhất, hoàn chỉnh, do sự vắng mặt của tương tác thứ tư trong tự nhiên - tương tác hấp dẫn. Theo Einstein, hấp dẫn không phải một lực như 3 tương tác còn lại và nó không có hạt truyền tương tác (không có boson).
Muốn hiểu thêm về bản chất tương tác hấp dẫn mời các bạn đọc bài viết lược thuật về thuyết tương đối rộng của Einstein :
1/ Toàn bộ Vũ trụ bị chi phối bởi 4 lực cơ bản.
Hiểu một cách đơn giản, nếu không có các lực (tương tác) này thì sẽ không có bất kỳ cấu trúc vật lý nào có thể hình thành, sẽ không có sự xuất hiện của chúng ta. Vì vậy dù bạn là ai, có đam mê vật lý hay không thì cũng nên tìm hiểu qua một chút về chúng.
- Tương tác điện từ ( lực điện từ )
Đây chính là tương tác giữa các hạt mang điện.
Ví dụ : Proton có điện tích (+) nên chúng tự đẩy nhau, nhưng sẽ hút các hạt có điện tích (-) như electron.
Chính tương tác này giúp ổn định quỹ đạo của electron xung quanh hạt nhân.
- Tương tác mạnh ( lực hạt nhân mạnh, lực mạnh )
Là tương tác giữ các thành phần của hạt nhân của nguyên tử lại với nhau, giúp tạo thành hạt nhân nguyên tử.
- Tương tác yếu ( lực yếu ,lực hạt nhân yếu )
Là tương tác gây ra hiện tượng phân xã hạt nhân, như phóng xạ, phân hạch.
- Tương tác hấp dẫn ( lực hấp dẫn )
Là lực hút giữa mọi vật chất với nhau, có độ lớn thấp nhất nhưng tầm tác dụng xa nhất, lực hấp dẫn cũng chính là tương tác giúp hình thành các ngôi sao, hành tinh hay thiên hà.
Ảnh : Thienvanvietnam.org
2/ Mô hình chuẩn dường như đã hoàn thiện.
Năm 1969, ba nhà khoa học là Steven Weinberg, Sheldon Glashow và Abdus Salam đã cùng nhau đạt giải Nobel vì chứng minh được bản chất thống nhất của lực điện từ với lực hạt nhân yếu.
Năm 2012, Giáo sư Peter Higgs cũng nhận giải Nobel vì phát kiến 48 năm của mình về hạt truyền khối lượng đã được tìm ra ( Hạt Higgs - hạt của chúa) , vậy là mảnh ghép cuối cùng còn sót lại của mô hình chuẩn đã được lắp ráp.
Tuy nhiên Mô hình chuẩn không phải "The Final Theory" - lý thuyết cuối cùng của loài người nhằm thống nhất toàn bộ vũ trụ, nó chỉ là một mắt xích trong đó mà thôi.
Và mắt xích tiếp theo các nhà Khoa học cần làm là tìm ra hạt truyền tương tác hấp dẫn ( Graviton -boson của tương tác hấp dẫn) giúp hoàn thiện lý thuyết trường lượng tử - thống nhất cơ học lượng tử và thuyết tương đối.
Nhưng theo Einstein không hề tồn tại hạt Graviton, hấp dẫn không phải là một lực như 3 tương tác kia, chính vì không có hạt truyền tương tác nên hấp dẫn mới có thể xuyên qua mọi vật chất giúp hình thành các cấu trúc khổng lồ trong vũ trụ.
Liệu lần này Einstein có đúng hay không? Hãy đón đọc phần tiếp theo, Trường Vũ sẽ phân tích khám phá mới nhất của James Beacham - một nhà vật lý hạt làm việc tại máy gia tốc hạt của CERN.
James Beacham đã khám phá ra một sự kì lạ của trọng lực và giả thuyết rằng : "Có thể Graviton tồn tại ở một chiều không gian khác"
Nguồn : Trường Vũ Tổng Hợp.
