LHC Tiết Lộ Sự Khác Biệt Trong Phân Rã Vật Chất-Phản Vật Chất, Cung Cấp Manh Mối Về Sự Tồn Tại Của Vũ Trụ

Các thí nghiệm tại Máy Va Chạm Hadron Lớn (LHC) có khả năng khám phá ra những manh mối mới về sự tồn tại của vũ trụ. Nghiên cứu gợi ý về một sự khác biệt đáng ngạc nhiên trong sự phân rã của các hạt gọi là baryon và các cặp song sinh phản vật chất của chúng. Khám phá này, được thực hiện tại CERN, có thể giúp giải thích tại sao vật chất không tiêu diệt phản vật chất sau Vụ Nổ Lớn. Theo các mô hình, Vụ Nổ Lớn lẽ ra phải tạo ra một lượng vật chất và phản vật chất bằng nhau, dẫn đến sự tiêu diệt hoàn toàn. Tuy nhiên, sự tồn tại của các ngôi sao, hành tinh và sự sống cho thấy điều gì đó đã ngăn chặn điều này. Các nhà vật lý CERN đã phân tích dữ liệu LHC, tìm thấy bằng chứng về sự khác biệt trong cách vật chất và phản vật chất hoạt động. Về lý thuyết, tất cả các hạt phải tuân theo đối xứng điện tích-chẵn lẻ (CP), trong đó việc đảo ngược điện tích và tọa độ không gian của tất cả các hạt không được làm thay đổi các định luật vật lý. Tuy nhiên, một số tương tác vi phạm tính đối xứng này. Một thí nghiệm năm 1964 đã tìm thấy các vi phạm CP trong meson K và các thí nghiệm sau đó đã tìm thấy các vi phạm tương tự trong các hạt khác, nhưng không đủ để giải thích sự hiếm có của phản vật chất. Nghiên cứu mới xác định các vi phạm CP trong baryon, tập trung vào baryon beauty-lambda (Λ) và các phản hạt của chúng. Nếu đối xứng CP được giữ nguyên, các hạt Λ và anti-Λ sẽ phân rã với tốc độ như nhau. Các nhà nghiên cứu thuộc nhóm hợp tác LHCb đã phân tích hàng chục nghìn sự phân rã được ghi lại từ năm 2009 đến năm 2018, tìm thấy sự khác biệt khoảng 2,45% giữa sự phân rã của vật chất và phản vật chất. "Chúng tôi đã mất hơn 80.000 sự phân rã baryon để lần đầu tiên nhìn thấy sự bất đối xứng vật chất-phản vật chất với loại hạt này," Vincenzo Vagnoni, người phát ngôn của nhóm hợp tác LHCb, cho biết. Bước đột phá này có thể cung cấp manh mối về các lực và hạt mới, giúp giải quyết bí ẩn tại sao phản vật chất không tiêu diệt tất cả vật chất trong Vũ trụ. Vagnoni nói thêm: "Chúng ta càng quan sát thấy nhiều hệ thống vi phạm CP và các phép đo càng chính xác, chúng ta càng có nhiều cơ hội để kiểm tra Mô hình Chuẩn và tìm kiếm vật lý vượt ra ngoài nó."