Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 02/07/2012 21:53 (GMT+7)

Lực hạt nhân yếu không yếu lắm

Bằng chứng cho lực hạt nhân yếu này phát sinh từ sự phân hủy của các muon, về cơ bản là những họ hàng nặng hơn của electron, một trong những viên gạch cấu trúc của các nguyên tử.

Giống hệt như các nhà sinh học thỉnh thoảng nghiên cứu những sinh vật nhỏ bé nhất và phù du nhất như nhặng trái cây, chúng sống trong chừng một ngày, để tìm hiểu về bệnh tật ở người, các nhà vật lí thường nghiên cứu tính chất của các hạt tồn tại trong một phần nhỏ của một giây để tìm hiểu về vũ trụ.

Hạt muon chỉ sống trong khoảng 2 phần triệu của một giây – 2 micro giây – nằm xa ngoài tầm nhạy của con người nhưng đủ lâu cho các nhà khoa học thực hiện các phép đo chi tiết. Hiện trạng ngành điện tử học kĩ thuật số tiên tiến đến mức những phép đo ngắn hơn con số này nhiều, thậm chí đến phần nghìn tỉ của một giây hoặc ngắn hơn, cũng có thể dễ dàng thực hiện được.

Việc quan sát phân hủy muon không giống như việc đặt một máy đếm Geiger ở gần một chiếc hộp đựng đầy uranium phóng xạ. Đó là vì các muon có thời gian sống ngắn đến mức chúng phải phân hủy lần nữa, như thể chúng là đồng vị phóng xạ y khoa vậy. Tại Viện Paul Scherrer ở Thụy Sĩ, một chùm proton chuyên dụng đã được sử dụng để tạo ra các va chạm giữa muon với một tấm bia graphite.

Sau đó, các nhà nghiên cứu thu thập một chùm muon đạt yêu cầu, lái chúng và làm dừng chúng trong tấm bia kim loại riêng của chúng, tấm bia được bao quanh bởi một máy dò hạt có thể lần ra vết tích sự qua đời của các muon. Sự phân hủy của hơn 2 nghìn tỉ muon mang lại giá trị tốt nhất cho thời gian sống trung bình của muon. Thời gian đó là 2,1969803 micro giây.

“Đây là sự xác định thời gian sống chính xác nhất của bất kì trạng thái nào trong thế giới nguyên tử hoặc hạ nguyên tử”, phát biểu của David Hertzog, một trong những người lãnh đạo thí nghiệm trên và là giáo sư tại trường Đại học Washington ở Seattle.

Thời gian sống này, được biết với sai số một phần triệu, chính xác đến mức nó có thể được sử dụng để thực hiện một phép xác định mới của cường độ nội tại của lực hạt nhân yếu, lực chỉ tác dụng trong phạm vi rất ngắn bên trong hạt nhân nguyên tử.

Các nhà khoa học biết có bốn lực cơ bản. Lực hấp dẫn, một dạng hút tương hỗ lẫn nhau, giữ cho Trái đất quay xung quanh Mặt trời và giữ không cho chúng ta trôi nổi vào trong không gian vũ trụ. Lực điện từ giữ các nguyên tử lại với nhau, giữ các nguyên tử liên kết thành các phân tử, thúc ép sự chuyển động của các electron trong dây dẫn tạo thành dòng điện, và là cơ sở cho sóng ánh sáng. Lực hạt nhân mạnh giữ hạt nhân lại với nhau và gây ra một số dạng phóng xạ.

Lực hạt nhân yếu, lực thứ tư và là lực cuối cùng được các nhà vật lí phát hiện ra hồi thế kỉ thứ 20, giúp biến đổi proton thành neutron bên trong mặt trời, một bước cần thiết trong sự biến đổi các proton đó thành các nguyên tố nặng hơn như helium và giải phóng năng lượng bức xạ truyền về phía Trái đất. Lực yếu còn tác dụng lúc hàng tỉ năm trước đây, bên trong các ngôi sao đang bùng nổ gọi là sao siêu mới, để sản xuất các nguyên tố như oxyen và carbon tìm thấy trong cơ thể của chúng ta và các sinh vật tự nhiên khác trên Trái đất.

Cường độ của lực yếu được gói gọn trong một con số gọi là hằng số Fermi, đặt theo tên nhà khoa học người Mĩ gốc Italy, Enrico Fermi. Hertzog cho biết giá trị mới cho hằng số Fermi lớn hơn khoảng 0,00075% so với giá trị trước đây. Như vậy, lực yếu hơi mạnh hơn cái chúng ta vẫn nghĩ một đôi chút.

William Marciano, một nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven ở Long Island, New York, có ấn tượng mạnh với thí nghiệm muon trên. “Đó là một phép đo khó nhưng thật đẹp, được thực hiện bởi một nhóm nghiên cứu rất tài năng và giàu kinh nghiệm”.

Marciano còn cho biết các muon, vốn sống ngắn như thế, có sức hấp dẫn riêng của chúng, và thật sự rất thực tiễn. Các muon đã được sử dụng để nghiên cứu các kim tự tháp ở Ai Cập. Các muon có thể được tạo ra trong khí quyển bởi các tia vũ trụ đến, những dòng hạt bí ẩn đến từ không gian sâu thẳm ngoài kia. Vì những muon này có thể đâm xuyên qua những lượng lớn chất liệu mà không dừng lại, bất chấp thời gian sống ngắn ngủi của chúng, nên chúng được sử dụng làm một dạng “máy quét y khoa” dùng để khảo sát các hốc rỗng nằm ẩn bên trong kim tự tháp, bằng cách đặt các máy dò bên trên và bên trong tầng hầm đó.

Marciano nói các muon còn có thể hữu ích đối với việc chụp ảnh y khoa và quét các thùng chứa hàng hóa để tìm các chất liệu hạt nhân giấu bên trong đó.

Một vị chuyên gia khác về lực yếu, giáo sư Michael Ramsey-Musolf ở trường Đại học Wisconsin, thì xem thí nghiệm muon trên là một công trình thành tựu khéo léo. Điều quan trọng đối với ông là sai số của thời gian sống muon hiện nay đã giảm đi 10 lần. Nhưng ông còn cho biết rằng một thời gian sống chính xác hơn và một kiến thức chính xác hơn của cường độ lực hạt nhân yếu chỉ cho chúng ta biết thêm chút ít về tự nhiên mà thôi.

“Điều này gợi ý rằng mặt trời thật sự đốt cháy rực rỡ hơn và sự phân hủy của các hạt nhân có phần nhanh hơn”, Ramsey-Musolf nói.

Nguồn: Inside Science News Service, PhysOrg.com

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

GS.VS. Châu Văn Minh: Tăng cường kết nối khoa học, nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe nhân dân
Ngày 25/10/2026, tại Hà Nội, GS.VS. Châu Văn Minh, Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam), đã tham dự và phát biểu tại Hội nghị khoa học “Cập nhật các tiến bộ mới trong quản lý bệnh tiêu hóa và gan mật”, kết hợp kỷ niệm 8 năm thành lập Viện Nghiên cứu và Đào tạo Tiêu hóa, Gan mật.
TECHFEST Việt Nam 2026 đưa sản phẩm công nghệ đến gần người dân
TECHFEST Việt Nam 2026 sẽ diễn ra tại Hà Nội từ ngày 13 đến 15/11, khu vực hồ Hoàn Kiếm và phố đi bộ là trung tâm với mô hình không gian mở, đưa các hoạt động trình diễn công nghệ, triển lãm sản phẩm khởi nghiệp và kết nối đầu tư đến gần hơn với người dân, doanh nghiệp, nhà đầu tư.
Liên hiệp Hội Thành phố Hồ Chí Minh và 7 giải pháp phát huy vai trò trí thức
Tư vấn, phản biện và giám định xã hội của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh là một hoạt động quan trọng nhằm phát huy trí tuệ, kinh nghiệm và trách nhiệm xã hội của đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ trong quá trình hoạch định chính sách, quy hoạch và triển khai các chương trình, dự án phát triển.
Đề xuất giải pháp tăng cường vai trò kết nối của VUSTA với các Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện
Ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức hội thảo đề xuất các giải pháp đổi mới cơ chế phối hợp, phát huy tối đa tiềm năng của mạng lưới 92 Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện; khẳng định quyết tâm nâng tầm vai trò cầu nối của VUSTA, biến trí tuệ đội ngũ trí thức KH&CN thành những luận cứ khoa học tin cậy phục vụ các quyết sách của Đảng, Nhà nước và MTTQ.
Đưa tri thức số về bản, giúp người dân làm chủ công nghệ
Phổ biến kiến thức khoa học, kỹ thuật chỉ thực sự phát huy giá trị khi người dân có thể vận dụng vào đời sống. Từ hoạt động giảng dạy của chuyên gia Hội Mã số Mã vạch Việt Nam trong chương trình tập huấn “Người bản số” tại Lào Cai, có thể thấy rõ cách tiếp cận lấy kỹ năng thực hành, khả năng tự chủ và an toàn trên môi trường số làm trọng tâm.
VUSTA tập huấn nâng cao kiến thức, kỹ năng phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ tại cơ sở
Nhằm nâng cao nhận thức, trách nhiệm và kỹ năng xử lý tình huống cháy, nổ cho cán bộ, nhân viên làm việc tại tòa nhà, ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức tập huấn công tác phòng cháy, chữa cháy và cứu hộ, cứu nạn. Chương trình kết hợp phổ biến quy định pháp luật với hướng dẫn kỹ năng thực hành, góp phần chủ động phòng ngừa và hạn chế thiệt hại khi có sự cố xảy ra.
Phát huy vai trò cầu nối của Liên hiệp Hội Việt Nam trong hoạt động tư vấn, phản biện và giám định xã hội
Tăng cường kết nối giữa các hội thành viên, đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ với các cơ quan Đảng, Nhà nước và Mặt trận Tổ quốc Việt Nam là yêu cầu quan trọng nhằm nâng cao chất lượng hoạt động tư vấn, phản biện, góp phần hoàn thiện chính sách và thúc đẩy phát triển đất nước.
Đắk Lắk: Từ chính sách đãi ngộ đến yêu cầu sử dụng hiệu quả nguồn nhân lực chất lượng cao
Việc HĐND tỉnh Đắk Lắk thông qua Nghị quyết quy định chính sách thu hút, hỗ trợ đào tạo phát triển nguồn nhân lực giai đoạn 2026- 2031 thể hiện sự đồng thuận cao đối với yêu cầu nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, tạo nền tảng cho phát triển trong giai đoạn mới. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để chính sách đi vào cuộc sống, thu hút được người có năng lực và tạo môi trường để trí thức cống hiến.