 |
|
Nếu hiểu bản chất của phản hạt, người ta có thể hiểu được trạng thái ban đầu của Big Bang. |
Từ lâu các nhà khoa học đã biết rằng, vũ trụ có vật chất và phản vật chất. Ở cấp độ nguyên tử, mỗi loại hạt đều có các phản hạt: proton - antiproton, neutron - antineutron, electron - antielectron (hay còn gọi là positron). Chúng ta có thể tưởng tượng, hạt và phản hạt là hai thứ giống hệt nhau về hình dạng và khối lượng, nhưng lại ngược nhau về dấu (điện trường hoặc từ trường). Khi một hạt gặp phản hạt của nó, thì cả hai sẽ biến mất.
Theo lý thuyết, sau Big Bang, vũ trụ phải được sinh ra cùng với vật chất và phản vật chất. Vì thế, lâu nay các nhà khoa học không giải thích được tại sao chúng ta chỉ thấy vật chất chứ không tìm thấy phản vật chất trong tự nhiên. Phải chăng, ngay từ đầu vũ trụ đã được sinh ra với nhiều vật chất hơn hẳn phản vật chất, nên sau đó, tất cả phản vật chất đã bị triệt tiêu để chỉ còn lại vật chất mà thôi?
Nay, lần đầu tiên CERN đã tạo ra được một lượng lớn các phản nguyên tử hydro trong máy gia tốc. Ở môi trường nhiệt độ cực thấp (gần sát điểm 0 tuyệt đối), các nhà vật lý đã kết hợp các antiproton với các positron (phản electron) để tạo ra những phản nguyên tử hydro.
Sau đó, các phản nguyên tử này được dẫn qua một điện trường cực mạnh. Điện trường này đã phân tách chúng ngược trở lại thành antiproton và positron. Nhờ một máy đếm các hạt antiproton (tích điện âm), người ta xác định được chính xác số lượng các phản nguyên tử hydro đã được tạo ra trước đó.
Thí nghiệm lần này có tên là ATRAP. Nó là bước tiếp nối của thí nghiệm ATHENA (được thực hiện tháng 9 vừa qua). Lần đó, các nhà vật lý đã tạo ra được 50.000 phản nguyên tử hydro. Tuy nhiên, họ không thực hiện được các phép đo với chúng. Thí nghiệm cũng có những đột phá lớn, vì người ta đã đo được mức năng lượng của antiproton và positron trong phản nguyên tử hydro.
Kết quả của các phép đo ấy là: Positron chuyển động trên quỹ đạo khá xa tâm antiproton, và toàn bộ hệ thống này tồn tại hết sức không bền vững. Các trạng thái tương tự cũng có thể tìm thấy ở các nguyên tử hydro tại khí quyển của các ngôi sao mới.
Trong thời gian tới, CERN dự định sẽ tạo ra các thiết bị cho phép giữ các phản hạt ở nhiệt độ thấp hơn nữa (có lẽ chỉ vài phần tỷ độ trên mức 0 tuyệt đối), để các positron có thể gắn kết bền vững hơn với antiproton. Chỉ có cách này, người ta mới hy vọng sẽ tiến hành được những phép đo chính xác hơn nữa, nhằm giải đáp được bí mật của phản vật chất.
Minh Hy (theo CNN)