Sau 50 năm kể từ dự đoán lý thuyết được đưa ra, “hạt keo” (glueball) đã có bằng chứng thực nghiệm cho sự tồn tại của mình. Đây là một dạng vật chất đặc biệt được tạo thành hoàn toàn từ các hạt mang lực. Phát hiện này được cộng đồng vật lý quốc tế đánh giá là một “thành tựu của thực nghiệm”.
Phát hiện được công bố tại Hội nghị Quốc tế về Vật lý Năng lượng cao diễn ra ở Natal, Brazil. Công trình là kết quả của 15 năm nghiên cứu với sự tham gia của khoảng 700 nhà khoa học đến từ 15 quốc gia do Trung Quốc dẫn đầu.
Nhà vật lý Colin Morningstar tại Đại học Carnegie Mellon (Mỹ), gọi đây là “một thành tựu về mặt thực nghiệm”.
Trong khi đó, nhà vật lý Marek Karliner tại Đại học Tel Aviv (Israel), cho rằng hạt keo là một trong những dự đoán đáng tin cậy nhất của lý thuyết lượng tử nhưng cực kỳ khó chứng minh bằng thực nghiệm.
“Có khả năng rất cao họ đã tìm ra nó”, Karliner nhận định.
Hạt keo được tạo thành từ gluon, những hạt mang lực để liên kết các hạt quark lại với nhau tạo thành những hạt lớn hơn như proton và neutron. Khác với các hạt thông thường, hạt keo được cho là không chứa quark mà chỉ gồm gluon.
Các nhà khoa học đã dự đoán sự tồn tại của hạt keo từ đầu những năm 1970. Tuy nhiên, việc xác nhận nó gặp nhiều khó khăn vì hạt này tồn tại trong thời gian cực ngắn và khó phân biệt với một số hạt thông thường.
Năm 2011, nhóm nghiên cứu phát hiện một hạt bất thường và đặt tên X(2370), trở thành ứng viên hàng đầu cho hạt keo. Đến năm 2024, sau khi phân tích khoảng 10 tỷ hạt J/psi, nhóm đã đo được khối lượng cùng nhiều đặc tính của X(2370).
Trong 15 năm tiếp theo, các nhà khoa học lần lượt kiểm tra hàng loạt đặc tính của hạt này. Bước đột phá quan trọng là xác định X(2370) không mang thông tin về “hương”, (flavour - một thuật ngữ trong vật lý hạt để chỉ các loại quark khác nhau). Điều đó đồng nghĩa X(2370) không chứa thông tin về “hương” của quark như các hạt thông thường.
Kết quả cho thấy X(2370) nhiều khả năng mang tính chất của hạt keo, dù có thể vẫn chứa một phần vật chất cấu tạo từ quark. Các nhà khoa học chưa xác định chính xác hạt này gồm bao nhiêu gluon.
Giáo sư Jin Shan tại Đại học Nam Kinh - thành viên nhóm nghiên cứu - đánh giá đây là một dạng vật chất chưa từng được quan sát trước đây.
Nhà vật lý Morningstar cho biết việc xác nhận một trong những dự đoán quan trọng cuối cùng của lý thuyết lượng tử sẽ giúp các nhà khoa học hiểu sâu hơn về các định luật cơ bản của tự nhiên.
Ông nói: “Nó thậm chí có thể dẫn đến những ứng dụng công nghệ mà chúng ta chưa từng nghĩ đến trước đây”.
Khánh Linh
Theo SCMP
