Thế giới thú vị của hạt Quark và Gluon

Khi nói đến thế giới vật chất vi quan, các nhà khoa học trên toàn thế giới không chỉ quan tâm đến các hạt proton, neutron và electron. Những hạt hạ nguyên tử này lại được tạo thành từ những thứ nhỏ hơn nhiều – hạt quark.

Quark và gluon

“Giống như các hạt electron và lepton khác, các hạt quark dường như không có cấu trúc nào và cũng có vẻ không thể phân tách ra được… Quark rất nhỏ, nhỏ đến nỗi không thể tả được, thậm chí chỉ cố gắng thể hiện kích thước ước tính của chúng… Bán kính của quark nhỏ hơn khoảng 2.000 lần so với một hạt proton, và nhỏ hơn 2,4 nghìn tỷ lần một hạt cát… Một trong những điều kỳ lạ về quark… là chúng ta có thể quan sát thấy chúng, nhưng không thể cô lập chúng’’, theo How Stuff Works.

Sự sống sót của quark được yêu cầu lần tiên phong vào năm 1964. Trong khoảng chừng thời hạn từ 1967 đến 1973, một loạt những thí nghiệm được triển khai tại Trung tâm Máy gia tốc tuyến tính Stanford đã xác nhận sự sống sót của những hạt quark. Vì tất cả chúng ta không hề cô lập chúng, cách duy nhất để quan sát những hạt quark là sử dụng máy gia tốc hạt, tăng cường những electron và sau đó thăm dò độ sâu của hạt nhân. Ý tưởng là khi đi vào đủ sâu, những electron sẽ phân tán những hạt quark, được cho phép những nhà khoa học đo chúng.

Cách duy nhất để quan sát các hạt quark là sử dụng máy gia tốc hạt như Máy va chạm Hadron CERN Lớn. (Ảnh chụp màn hình / YouTube)

Về cơ bản có sáu loại quark tùy thuộc vào khối lượng của chúng. Những hạt này có một đặc tính được gán cho chúng, gọi là sắc tố, được sử dụng để lý giải làm thế nào những hạt quark được giữ chặt với nhau nhờ lực hút mạnh. Màu sắc nhờ vào những gluon, link những quark lại với nhau và hoạt động giải trí như một sứ giả của lực hút mạnh.

Sau Big Bang (Vụ nổ lớn), một chất lỏng mạnh mẽ và nóng bỏng với nhiệt độ khoảng 2 nghìn tỷ độ C đã xuất hiện. Chất lỏng này chứa các khối cấu trúc của tất cả các vật chất trong vũ trụ. Các hạt này nguội lạnh dần và cuối cùng kết hợp với nhau để tạo ra thế giới ngày nay, theo khoa học. Chất bí ẩn này được gọi là plasma Quark-gluon (QGP).

QGP thường được gọi là “ chất lỏng tuyệt đối ’ ’. “ Ngoài việc rất nóng – nóng hơn hàng trăm ngàn lần so với lõi của Mặt trời – plasma quark-gluon có độ nhớt thấp hơn tất cả chúng ta nghĩ … Nói cách khác, nó chảy rất thuận tiện ’ ’, nhà vật lý của Rosi J Reed nói với Lehigh University News. QGP có một giá trị là có tính xoáy cao nhất, cao hơn bất kể chất lỏng nào, có nghĩa là nó xoáy cực kỳ mạnh. Trong khi đó, sự sống sót của quark đặt ra một thắc mắc quan trọng khác cho nhà khoa học – có còn gì nhỏ hơn nữa không ?

Kích thước proton

Năm 2010, những nhà khoa học từ Đức báo cáo giải trình rằng họ đã đo thành công xuất sắc size của một proton. Một nhóm điều tra và nghiên cứu thuộc Viện Quang học lượng tử Max Planck do giáo sư Randolf Pohl đứng đầu, đã sửa chữa thay thế những electron trong nguyên tử hydro bằng một hạt tương tự như gọi là muon nặng gấp 207 lần so với electron. Họ đã phát hiện ra rằng những proton có quỹ đạo muon có nửa đường kính 0,84 femtômét ( 8.4 × 10-16 m ), nhỏ hơn khoảng chừng 4 % so với những proton được tìm thấy trong hydro thường thì.

Các nhà khoa học phát hiện rằng các proton có quỹ đạo muon với bán kính nhỏ hơn so với các proton được tìm thấy trong các nguyên tử thông thường. (Ảnh chụp màn hình / YouTube)

Điều này đặt ra một thắc mắc – những proton co lại khi có sự hiện hữu của hạt muon ? Nếu vậy, sẽ có một mối quan hệ huyền bí sống sót giữa muon và proton. Năm ngoái, một bài báo của một nhóm những nhà vật lý do Eric Hessels thuộc Đại học York ở Toronto đứng vị trí số 1 đã đưa ra câu vấn đáp cho câu đố này.

“Hessels và nhóm của ông đã chốt bán kính proton ở mức 0,833 femtômét (8.333×10-16m), một phép đo chính xác gần phù hợp với giá trị của Pohl. Cả hai phép đo đều chính xác hơn các lần thử trước đó và chúng cho thấy rằng proton không thay đổi kích thước tùy theo ngữ cảnh; thay vào đó, các phép đo cũ sử dụng hydro điện tử là sai’’, theo Quanta Magazine (Tạp chí Quanta). Proton chiếm phần lớn khối lượng của một nguyên tử hydro. Nó nặng hơn khoảng 2.000 lần so với điện tử.

Ánh Dương

Theo Visiontimes

Source: https://openlivenft.info
Category: TIN NFT