Trên tạp chí The European Physical Journal C đăng tải vào tháng 1, các nhà vật lý lý thuyết tại Đại học Johannes Gutenberg đã đưa ra giả thuyết mới về không gian 5 chiều.
Cụ thể, các nhà khoa học đã dự đoán về một loại hạt giả tưởng mới, nếu tồn tại, sẽ giúp con người mở ra một vùng không gian biến dạng. Từ đó, họ có thể tìm ra “những giải thích chính xác” về vật chất tối, các hạt hạ nguyên tử fermion, cùng nhiều bí ẩn vũ trụ khác.
Kết quả ấn tượng này đã góp phần quan trọng làm sáng tỏ những ẩn số từng thách thức giới khoa học nhiều năm qua.
 |
| Ngành vật lý hạt đã đạt được thành công trong việc tìm ra hy vọng mới để tiếp cận vật chất tối. Ảnh: New Atlas |
Nghiên cứu được thực hiện bởi 2 nhà vật lý lý thuyết, Javier Castellano và Matthias Neubert, tại Đại học Johannes Gutenberg. Hợp tác cùng họ là Adrián Carmona, thành viên thuộc nhóm nghiên cứu Athenea3i tại Đại học Granada.
“Chúng tôi từng nghiên cứu chủ đề tương tự trong thời gian dài. Mục đích ban đầu của chúng tôi là giải thích nguồn gốc của các hạt fermion với những chiều không gian biến dạng”, nhóm nghiên cứu chia sẻ với Vice.
Từ lâu, các nhà nghiên cứu đã đặt ra câu hỏi liệu không gian 4 chiều có phải vùng không gian duy nhất được vũ trụ tạo ra hay không. Hiện tại, họ đã có thể viết ra phương trình không gian 5 chiều, thể hiện một chiều không gian phụ đang tác động đến thực tại và vũ trụ.
Nghiên cứu cũng phác thảo lại trường vô hướng - một loại trường lượng tử chịu trách nhiệm cung cấp khối lượng cho các hạt - cho hạt giả tưởng lần này. Họ cho biết mô hình của nó có nét tương đồng với trường của hạt Higgs nổi tiếng.
Từ giả thuyết của các nhà khoa học, loại hạt giả định này có mối liên hệ với hạt fermion và có trường vô hướng giống với hạt Higgs.
 |
| Cấu trúc hạt Higgs, trường hạt thể hiện sự tương đồng với với loại hạt mới. Ảnh: Business Insider. |
“Chúng tôi nhận thấy trường vô hướng của hạt mới rất thú vị, không gian phụ được tạo ra cũng không tầm thường”, nhóm nghiên cứu giải thích.
“Vì hạt mới có tính chất lượng tử giống với hạt Higgs, chúng tôi cho rằng hai hạt có thể trộn lẫn với nhau. Đồng nghĩa các hàm sóng cơ lượng tử của chúng sẽ đan xen vào nhau. Động lực tìm ra cách kết hợp 2 loại hạt đã giúp chúng tôi đạt được công trình nghiên cứu này”, họ chia sẻ thêm.
Các nhà vật lý cho rằng hạt giả tưởng này có thể tạo ra một “cửa sổ đặc biệt” giúp họ tiếp cận vật chất tối. Theo đó, những hạt mới sẽ trở thành một lực trung gian kết nối vật chất tối với những vật chất thông thường.
“Đây không phải là một ý tưởng xa vời. Chúng ta biết rằng vật chất thông thường được tạo thành từ các hạt fermion cơ bản. Giả định vật chất tối cũng được cấu thành tương tự. Nếu chiều không gian phụ tồn tại, ta có thể quan sát cấu trúc của vật chất tối thông qua vật chất thông thường”, các nhà vật lý giải thích.
Theo Vice, những suy luận đúc kết từ mô hình của hạt giả tưởng mới trùng khớp với bằng chứng nghiên cứu về vật chất tối trong vũ trụ. Cùng với công trình toán học được tạo ra, các nhà khoa học trong tương lai có thể tiếp cận những vùng không gian tối.
Hiện, nhóm khoa học này đang dẫn đầu trong việc nghiên cứu hạt giả tưởng mới và không gian 5 chiều. Họ thể hiện quyết tâm phải chứng minh được sự tồn tại nó.
“Việc tìm được loại hạt này sẽ giúp ta thu thập những thông tin hữu ích như khối lượng vật chất tối và cách chúng tác động đến những hạt mà con người từng biết”, nhóm nghiên cứu nhận định.
Năm 2012, hạt Higgs được phát hiện bởi “máy gia tốc hạt lớn” (LHC) và giành được giải Nobel Vật lý tại Thụy Sĩ. Tuy nhiên, LHC sẽ không được sử dụng trong cuộc tìm kiếm lần này bởi nó quá lớn so với phòng nghiên cứu.
 |
| Máy gia tốc hạt LHC. Ảnh: The Conversation. |
Các nhà khoa học cho rằng họ sẽ tìm kiếm một giải pháp khác, ví dụ thông qua việc quan sát các sóng hấp dẫn.
“Chúng tôi đã tính tới một trường hợp mà trước đây chúng tôi chưa tìm hiểu qua. Đó là các hạt mới có thể tạo ra sóng hấp dẫn và chúng ta có thể đo đạc được bằng các thiết bị trong tương lai. Nếu được như vậy, loại hạt này sẽ đóng vai trò quan trọng trong lịch sử vũ trụ học”, nhóm nghiên cứu cho biết.
