Các khối cơ bản của sự sống có thể không bền, chỉ thực sự tồn tại rất lâu
Dẫu cho các khối cơ bản của sự sống như hydrogen và oxygen bền dưới mắt chúng ta nhưng nhiều lý thuyết vật lý dự đoán là trên thực tế chúng chỉ có thời gian tồn tại cực dài, với các hạt được tìm thấy trong hạt nhân của chúng phân rã một cách chậm chạp.
Để tìm hiểu về ý tưởng này, các nhà nghiên cứu đã đi tìm bằng chứng về sự phân rã bằng việc tìm kiếm các tín hiệu mờ nhạt của sự phân rã proton ở đài quan sát Super-Kamiokande, Nhật Bản.
Từ trước tới giờ, không có dấu hiệu dứt khoát nào của phân rã proton xuất hiện, ngụ ý rằng nếu proton có phân rã thì có thể sẽ mất một khoảng thời gian là 1033 năm – nghĩa là số 10 với 32 số không đằng sau.
Nhưng đài quan sát Nhật Bản này không thể thấy được từng dạng phân rã proton: nếu sự phân rã thành các mảnh diễn ra trong mức năng lượng quá thấp thì chúng có thể ‘vô hình’ với máy dò.
Trong một nghiên cứu mới được xuất bản trên Physical Review Letters, các nhà vật lý Virginia đã chứng tỏ có hai đài quan sát khác – Đài quan sát Neutrino ở chân núi Jiangmen (JUNO) và Thực nghiệm Neutrino sâu dưới lòng đất (DUNE) – có thể sớm thấy được những phân rã proton ở mức năng lượng thấp hơn, nhờ thiết kế máy dò toàn diện của mình.
“Ngưỡng dò thấp hơn sẽ mở ra một cánh cửa lớn hơn vào các phân rã mà nhiều cuộc tìm kiếm trước đây đã bỏ sót”, theo Ian Shoemaker, phó giáo sư Khoa Vật lý và đồng tác giả nghiên cứu.
Cùng với Julian Heeck từ ĐH Virginia, Shoemaker đã phát hiện ra các thực nghiệm phân rã proton có thể nhạy với phân rã proton ở ngoài trái đất, nếu sự phân rã của chúng thành các hạt cơ bản mới.
Điều thú vị nhất, theo Shoemaker, một trong những hạt mới có thể là hạt ‘neutrino trơ’ mà các nhà khoa học đã tìm kiếm từ lâu, có thể cuối cùng cho phép họ hiểu thêm về bản chất của khối lượng hạt neutrino.
“Khám phá ban đầu của chúng tôi về những dấu hiệu đó mở ra nhiều cơ hội mới hấp dẫn cho lý thuyết và thực nghiệm, có thể sẽ dẫn đến phát hiện nền tảng của thứ vật lý mới”, Shoemaker nói.
Thanh Hương dịch từ Virginia Tech
Nguồn: https://news.vt.edu/articles/2025/09/science-long-live-the-particles.html
