Từ nơi bạn đang sống cho tới thiên hà xa nhất tất cả mọi thứ đều là “vật chất”, nhưng quy luật vật lí thì lại đối xứng và vì thế chắc chắn tồn tại “phản vật chất”. Vậy thì nó ở đâu?

Trong vật lí đôi khi để chứng minh một điều hiển nhiên còn phức tạp hơn cả chứng minh một thứ không rõ ràng. Thứ hiển nhiên cần chứng minh ở đây là vũ trụ có thành phần là vật chất. Từ nơi bạn đang sống cho tới thiên hà xa nhất tất cả mọi thứ đều là “vật chất”, nhưng quy luật vật lí thì lại đối xứng và vì thế chắc chắn tồn tại “phản vật chất”. Vậy thì nó ở đâu?

Chúng ta chưa biết rõ, nhưng hiện giờ một nhóm các nhà vật lí đã phát hiện ra một chi tiết quan trọng: nhân nguyên tử thực ra không đối xứng mà có hình quả lê.



Trong bài nghiên cứu được đăng trong Physical Review Letters, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy đồng phân Barrium-144 không có hình cầu hay hình o-van. Trong nguyên tử phân rã cực nhanh này, các proton và neutrons được phân bố trong một bố trí không đối xứng, với phần nhiều khối lượng tập trung về một phía của nhân hơn các phần khác. Phát hiện này là một nghịch lí không tương thích đối với một số giả thiết vật lí nguyên tử, và có thể chứng minh rằng du hành xuyên thời gian là bất khả thi.

Sự bố trí hình trái lê của các hạt vi phạm quy tắc đối xứng cân bằng CP (charge – parity). Trong cấu trúc đối xứng C, nếu bạn tráo đổi mỗi hạt với phản vật chất của nó, hệ sẽ giữ nguyên tính chất. VD, các hạt anti-hydrogen (phản vật chất của hidrogen) sẽ có tính chất giống hệt hạt hydrogen thường. Trong cấu trúc đối xứng P, không gian là mấu chốt: Một hệ có thể bị lật ngược mà tính chất vẫn giữ nguyên.

Hệ đối xứng CP giả thiết rằng mỗi hạt có chiều xoay ngược chiều kim đồng hồ và phân rã theo một hướng nhất định, thì tồn tại một hạt phản vật chất của nó xoay theo chiều kim đồng hồ và phân rã theo hướng ngược lại. Các ngoại lệ của hệ đống xứng CP được cho là sẽ lí giải được tại sao trong vũ trụ lại có ít phản vật chất hơn, tuy nhiên không có nhiều kiểm nghiệm thực.



Đây là nguyên tử thứ 2 được phát hiện là có hình dạng bất đối xứng và là một minh chứng rằng vũ trụ này có nhiều thứ vượt ra khỏi Vật lí cơ bản và vật lí hạt.

Theo như ta đã biết, vũ trụ mang tính đối xứng với ba hằng số C (charge), P (parity), T (time), và điều này bao gồm một điều kiện rằng thời gian có thể được tính ngược. Nếu như hệ đối xứng CP bị vi phạm, điều đó có nghĩa là hệ T đối xứng cũng bị vi phạm, nên mọi thứ không thể xảy ra với “hướng” về phía trước (quá khứ) hay về “phía sau” (tương lai), VD quả trứng vỡ không thể trở lại bình thường – điều này trong vật lí cơ bản lại hoàn toàn có thể. Như vậy có thể chứng minh rằng thời gian chỉ có một hướng duy nhất.

“Chúng tôi đã phát hiện ra rằng hình dạng những nhân nguyên tử này có xu hướng nhú về một phía trong không gian. Điều này suy ra có một hướng nhất định trong thời gian và chúng ta sẽ luôn tồn tại theo hướng từ quá khứ tới hiện tại.” Theo giáo sư Marcus Scheck.

Thí nghiệm sẽ được tái hiện tại CERN bởi hệ thống Máy tách và dò đồng phân (ISOLDE) đặt tại Thuỵ Sĩ với hi vọng khám phá ra những giới hạn mới của vật lí.

---

#Khám-phá, #xuyên-thời-gian, #du-hành-thời-gian, #phản-vật-chất, #chiều-kim-đồng-hồ, #news