Các nhà khoa học thuộc Viện nghiên cứu máy gia tốc năng lượng cao ở Tsukuba, Nhật Bản, vừa phát hiện một loại hạt nguyên tử thành phần lạ mà họ không thể giải thích bằng các lý thuyết năng lượng và vật chất hiện tại.

Được xếp loại là X (3872), hạt nguyên tử thành phần trên nằm trong số các sản phẩm bán rã của cái gọi là hạt meson. Trọng lượng của nó tương đương một nguyên tử helium và tồn tại trong khoảng một phần nghìn tỷ giây trước khi phân rã hành các hạt quen thuộc hơn và sống lâu. Mặc dù khoảng thời gian trên là ngắn so với tuổi thọ của con người, song nó gần như là trường sinh bất lão đối với một loại hạt nguyên tử thành phần nặng như thế.

Con người đã biết tới hàng trăm hạt nguyên tử thành phần. Phần lớn các hạt đó là sự kết hợp của những hạt đơn giản hơn. Tất cả được chia làm hai loại - baryons và mesons. Baryons được tạo nên bởi 3 hạt quark và meson là sự kết hợp của 2 hạt quark. Quark là các hạt cơ bản tạo nên proton và neutron trong hạt nhân nguyên tử. Gần đây, giới khoa học phát hiện ra một loại hạt mới gọi là pentaquark, nghĩa là cấu tạo của nó gồm 5 hạt quark. 

Có 6 loại quark tồn tại trong tự nhiên. Loại ''up'' và ''down'' là nhẹ nhất. Người ta tìm thấy chúng trong hạt nhân của các nguyên tử vật chất bình thường. Ngoài ra còn có quark ''charm'', ''strange'', ''top'' và ''bottom''. Chúng nặng hơn quark ''up'' và ''down''. Quark cũng có thể có các phản hạt chẳng hạn như phản hạt down... Meson gồm 1 hạt quark và 1 phản hạt được liên kết với nhau bằng một loại lực mạnh nhất trong tự nhiên. Các loại quark nặng hơn tồn tại trong vũ trụ sơ khai và ngày nay chúng được tạo ra trong các máy gia tốc hạt, cũng như trong những vụ va chạm giữa tia vũ trụ và nguyên tử khí quyển trái đất.

Các hạt nhỏ hơn nguyên tử được chia thành nhóm như trên, phụ thuộc vào khối lượng, sự xoay tròn và điện tích của chúng. Tuy nhiên, X(3872) kỳ lạ ở chỗ nó không phù hợp với bất kỳ loại hạt nào. Nó được tạo nên từ 4 hạt quark, trong đó có 2 phản hạt. Kết quả là nó thu hút được sự quan tâm lớn của giới vật lý quốc tế. Các nhà nghiên cứu thuộc Phòng thí nghiệm máy gia tốc quốc gia Fermi, Mỹ, cũng đã khẳng định sự tồn tại của X(3872). Theo các nhà khoa học Nhật Bản, có thể phải thay đổi Mô hình tiêu chuẩn - lý thuyết về các hạt cơ bản và cách chúng tương tác. 

Hơn 99,9% khối lượng của các vật thể thông thường được chứa đựng trong hạt nhân của nguyên tử. Điều đó có nghĩa là phần lớn khối lượng cơ thể con người bắt nguồn từ các hạt nguyên tử thành phần. Những hạt nguyên từ thành phần này lại được tạo nên từ các hạt quark.

(Minh Sơn - Theo NewScientist, BBC)