Mở ra những bí mật của vũ trụ: Những phát hiện mới trong sóng hấp dẫn

Một công trình nghiên cứu mang tính nền tảng do các nhà vật lý Monash thực hiện đã mở ra một con đường mới cho hiểu biết về vật lý cơ bản của vũ trụ.

Vũ trụ còn ẩn chứa rất nhiều bí ẩn chờ được khám phá.

Công trình này, dưới dạng bài bình luận được xuất bản trên tạp chí Progress in Particle and Nuclear Physics 1, sau một công trình một thập kỷ làm việc của các nhà khoa học tại trường Vật lý và thiên văn ở ĐH Monash.

Việc trong thời gian gần đây lần đầu tiên dò được sóng hấp dẫn đã đưa ra một cơ hội đầy hứng khởi cho việc đào sâu vào những bí ẩn của vật lý hạt thông qua những chuyển pha đầu (FOPTs) ở vũ trụ sớm 2.

FOPTs, xuất hiện khi những đối xứng cơ bản được lý giải bằng mô hình chuẩn, đóng một vai trò sống còn trong việc giải quyết những bài toán cơ bản như vấn đề vật chất vũ trụ, phản vật chất, phản đối xứng hoặc các vấn đề của lĩnh vực tối, bao gồm vật chất tối và lực tối 3.

Các nhà nghiên cứu, bao gồm tác giả là nghiên cứu sinh Lachlan Morris, đã bước vào một cuộc hành trình để bình luận về quá trình từ các mô hình vật lý hạt đến quan sát sóng hấp dẫn, nhấn mạnh vào những bước phức tạp trong đó.

“Công trình của chúng tôi như một hướng dẫn toàn diện cho các nhà vật lý hạt khám phá thực tại đầy hấp dẫn của hiện tượng học sóng hấp dẫn”, Morris nói. “Hiểu được FOPTs là tối cần thiết để mở ra những bí ẩn của vũ trụ chúng ta”.

Bài bình luận này nêu chi tiết cuộc hành trình hấp dẫn từ các mô hinh vật lý hạt đến các sóng hấp dẫn quan sát được, bao gồm những phân rã chân không xảy ra trong suốt thời kỳ FOPTs.

Bài bình luận, theo đồng tác giả là giáo sư Csaba Balazs, đã rọi ánh sáng vào quá trình đầy phức tạp này, bao gồm những bước như xây dựng những tiềm năng hiệu quả, phân tích tỉ lệ chuyển pha, và dự đoán phổ sóng hấp dẫn. “Chúng ta đang bước vào một kỷ nguyên mới của thiên văn sóng hấp dẫn”, giáo sư Balazs nói. “Tương lai năm giữ tiềm năng vô cùng to lớn cho những cuộc thăm dò trên bầu trời và mặt đất để tìm ra những hiện tượng chưa từng thấy, có tiềm năng phát ra từ FOPTs”.

Bài bình luận này phác họa ra con đường từ mô hình vật lý hạt đến sóng hấp dẫn, bao gồm nhiều phần cụ thể khác nhau:

– Xây dựng một tiềm năng hiệu quả nhiệt độ vô hạn trong mô hình vật lý hạt và kiểm tra được FOPTs.

– Các tỉ lệ chuyển đổi tính toán.

– Phân tích động lực học của sự giãn nở các bong bóng chân không thực trong một plasma nhiệt

– Đặc điểm hóa một chuyển pha sử dụng các tham số nhiệt.

– Vạch ra các dự đoán cho phổ sóng hấp dẫn bằng các mô phỏng mới nhất và các kết quả lý thuyết và xem xét khả năng dò được của phổ dự đoán ở các máy dò sóng hấp dẫn tương lai.

Mỗi bước mà bài bình luận nhấn mạnh đến những tinh tế, thuận lợi và trở ngại của các mô hình khác nhau, và bình luận về các cách tiếp cận tiên tiến đang sẵn có. “Nó đem lại tất cả những gì một nhà vật lý hạt cần để bắt đầu khám phá hiện tượng học sóng hấp dẫn”, giáo sư Balazs nói.

“Khi chúng tôi nhớ lại gần một thập kỷ sau khám phá cách mạng về sóng hấp dẫn, kỷ nguyên của những máy dò trên mặt đất đã làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về vũ trụ. Tuy nhiên, kỷ nguyên đang tới của các máy dò đặt trên vũ trụ cũng hứa hẹn với những khám phá còn đáng kinh ngạc hơn, có tiềm năng phá vỡ nhiều bí mật của thứ vật lý mới nằm ngoài mô hình chuẩn”.

Thanh Hương dịch

Nguồn: https://phys.org/news/2024-02-secrets-universe-discoveries-gravitational.html

———————————–

1.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0146641023000753?via%3Dihub

2.https://tiasang.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/song-hap-dan-khong-lo-tai-sao-cac-nha-khoa-hoc-lai-phan-khich/

3.https://tiasang.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/tieng-tham-tu-mat-toi-song-hap-dan-co-the-tiet-lo-gi-ve-vat-chat-toi-26959/

Tác giả