Phát hiện tính bất đối xứng của nguyên tử phủ định khả năng đi ngược thời gian

Mới đây, 1 số nhà khoa học vừa phát hiện ra sự bất cân xứng trong cấu trúc hạt nhân nguyên tử, trái ngược hoàn toàn với nhận thức trước đây về tính đối xứng của các hằng số vật lý trong vũ trụ.

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.

Ví dụ, 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, đồng thời 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.

Tổng hợp