Máy đập vỡ nguyên tử tạo ra vật chất mới

Các cuộc va chạm giữa các hạt bên trong cỗ máy nghiền nguyên tử có tên Máy gia tốc hạt lớn (LHC) dường như đã tạo ra một dạng vật chất mới.

Các nhà khoa học làm việc với máy LHC gọi dạng vật chất mới là ngưng tụ kính màu. Nó là một làn sóng giống như chất lỏng, gồm các gluon - những hạt cơ bản có liên quan đến sự tương tác mạnh, gắn kết các hạt quark với nhau bên trong proton và neutron.

Trước đó, các nhà khoa học đã không mong chờ thu được loại vật chất trên từ những va chạm của các hạt bên trong máy LHC. Tuy nhiên, kết quả bất ngờ có thể giúp lý giải hiện tượng lạ nào đó quan sát được bên trong cỗ máy đập vỡ nguyên tử tọa lạc bên dưới lòng đất biên giới Pháp - Thụy Sĩ.

Một proton va chạm với một hạt nhân chì, tạo ra một cơn mưa hạt
xuyên qua máy dò của nhóm nghiên cứu máy gia tốc hạt lớn.

Theo trang Live Science, khi nhóm nghiên cứu cho tăng tốc các hạt proton (một trong những thành phần cấu tạo nguyên tử) và ion chì (các nguyên tử chì bị tước bỏ electron và còn chứa 82 proton/ion), rồi cho chúng đâm vào nhau, các vụ nổ tiếp sau đó đã hóa lỏng những hạt tham gia va chạm và tạo thành những hạt mới. Hầu hết những hạt mới này bay ra theo mọi hướng với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.

Dẫu vậy, mới đây, các nhà khoa học phát hiện, một số cặp hạt mới sinh ra từ các vụ va chạm trên bay theo những hướng tương quan với nhau.

“Bằng cách nào đó, chúng bay cùng hướng ngay cả khi không rõ chúng có thể liên lạc về hướng với nhau như thế nào. Điều đó gây bất ngờ cho nhiều người, kể cả chúng tôi”, giáo sư vật lý Gunther Roland đến từ Học viện công nghệ Massachusetts (MIT), một thành viên nhóm đứng đầu phân tích dữ liệu va chạm hạt trong máy LHC, tiết lộ.

Các nghiên cứu trước đây tại trường MIT đã phát hiện kiểu đặc trưng tương tự trong những vụ va chạm proton-proton từ cách đây 2 năm. Cũng kiểu bay tương tự từng quan sát được khi các ion chì hoặc của những kim loại nặng khác như vàng và đồng đâm vào nhau. Những vụ va chạm ion nặng như vậy đã sản sinh ra một làn sóng plasma quark gluon - món súp hạt nóng bỏng tồn tại chỉ trong vài phần triệu đầu tiên của một giây sau vụ nổ Big Bang.

Giới khoa học từng đưa ra giả thuyết rằng, các vụ va chạm proton-proton có thể tạo ra làn sóng gluon giống chất lỏng và được gọi tên là ngưng tụ kính màu. Nghiên cứu mới bước đầu đã cung cấp manh mối khẳng định giả thuyết trên là đúng.