Mô hình Chuẩn của vũ trụ

Theo Mô hình Chuẩn, cái đã được các nhà vật lí chắp ghép trong hơn 70 năm qua, vũ trụ được tin là cấu tạo từ vật chất (4% nguyên tử và 20% “vật chất tối” chúng ta không thể quan sát hoặc giải thích) và năng lượng (76% “năng lượng tối”).

Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ: AAAS

• Xem thêm: Các lực trong tự nhiên
  

Mô hình Chuẩn giải thích phương thức 17 hạt hạ nguyên tử liên kết với nhau để tạo ra các nguyên tử và sau đó là vật chất bởi ba trong số bốn lực cơ bản của tự nhiên: lực hạt nhân mạnh, lực hạt nhân yếu, và lực điện từ. Nó ngoại trừ lực thứ tư: lực hấp dẫn.

Các hạt ấy chia làm hai loại: boson, hạt truyền lực, và fermion, hạt cấu tạo nên vật chất.

Fermion gồm có 6 dạng quark và 6 dạng lepton. Mỗi lepton có một neutrino tương ứng (một hạt mang năng lượng có khối lượng rất thấp và vận tốc cao) và tất cả những hạt này còn có các phiên bản phản vật chất, chúng hành xử theo kiểu giống với vật chất, nhưng phân hủy khi tiếp xúc với vật chất,  biến khối lượng của hai hạt thành năng lượng thuần túy.

Gần như toàn bộ vật chất được hình thành bởi hai loại quark: quark lên (up) và quark xuống (down) – và một loại lepton: electron. Bốn quark còn lại (đỉnh, duyên, lạ và đáy) và năm lepton (neutrino electron, muon, neutrino muon, tau và neutrino tau) đơn giản là những phiên bản lớn hơn của ba loại hạt cơ bản đó.

Các boson chia làm bốn loại, chúng trung chuyển ba lực cơ bản đã nhắc tới ở trên. Boson quen thuộc nhất là photon trung chuyển lực điện từ, giải thích cho các hiện tượng điện, từ và ánh sáng. Boson W và boson Z trung chuyển lực hạt nhân yếu và các gluon trung chuyển lực hạt mạnh liên kết các quark với nhau thành những hạt lớn hơn như neutron và proton.

Mô hình Chuẩn còn tiên đoán sự tồn tại của boson Higgs, nhưng cho đến nay nó chưa được tìm ra. Người ta cho rằng hạt này có thể giải thích cho cơ chế mà tất cả các hạt khác có được khối lượng.

Graviton là một boson lí thuyết khác nữa có thể trung chuyển lực hấp dẫn. Nếu nó được tìm thấy, thì Mô hình Chuẩn cuối cùng đã có thể bị thay thế Lí thuyết của Tất cả, lí thuyết thống nhất cả bốn lực cơ bản của tự nhiên.

• Xuân Nguyễn (theo Telegraph)