Nguyên tử hydro và bước tiến mới trong việc kiểm chứng giả thuyết lỗ sâu đục

Nhóm nghiên cứu tại Đại học New Brunswick (Canada) do GS. Edward Wilson-Ewing dẫn đầu đã chọn nguyên tử hydro làm đối tượng nghiên cứu vì đây là hệ thống vật lý được đo lường chính xác nhất hiện nay với các mức năng lượng được biết đến tới 15 chữ số có nghĩa. Nghiên cứu nhằm kiểm chứng liệu sự kết nối không gian - thời gian có gây ra các hiệu ứng vật lý có thể quan sát được trên các hạt tích điện hay không.

Trong nguyên tử hydro, proton và electron vướng víu với nhau một cách tự nhiên, biến mỗi nguyên tử thành một công cụ thăm dò mối liên hệ giữa vướng víu và lỗ sâu đục.

Theo nhóm nghiên cứu, nếu lỗ sâu đục tồn tại, một phần điện trường của electron có thể bị rò rỉ vào đó, tương tự như nước chảy vào một lỗ thoát. Sự rò rỉ này sẽ làm suy yếu điện tích hiệu dụng của electron và gây ra những sai lệch trong cấu trúc tinh vi của nguyên tử, vốn là sự tương tác từ tính giữa spin của proton và electron.

Kết quả phân tích thực nghiệm cho thấy không có bất kỳ sự thay đổi bất thường nào trong cấu trúc tinh vi hay điện tích hiệu dụng của nguyên tử hydro từng được ghi nhận.

Do cấu trúc của hydro được đo lường chính xác tới 12 chữ số thập phân, nhóm nghiên cứu đã đặt ra một thử thách cho giả thuyết về lỗ sâu đục. Thực tế cho thấy, những biến đổi về điện tích mà giả thuyết này dự đoán đã không hề xảy ra trong các thí nghiệm chuẩn xác nhất từ trước đến nay. Những dữ liệu này cho thấy giả thuyết về lỗ sâu đục kết nối các hạt cần phải được xem xét lại hoặc điều chỉnh dưới những giả định vật lý mới.

Dù kết quả hiện tại chưa xác nhận sự tồn tại của lỗ sâu đục lượng tử, nghiên cứu vẫn cung cấp những manh mối quý giá để phát triển lý thuyết về trọng lực lượng tử trong tương lai.

Việc đưa các khái niệm lý thuyết trừu tượng vào phạm vi kiểm chứng của thực nghiệm là một bước đi quan trọng để hiểu rõ hơn về sự thống nhất của vũ trụ. Thành tựu của nhóm nghiên cứu đã mở ra một chương mới trong việc khám phá ranh giới giữa cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng.

Trong tương lai, các phép đo độ chính xác cao sẽ tiếp tục đóng vai trò then chốt trong việc giải mã những bí ẩn sâu thẳm nhất của cấu trúc không gian và thời gian.

Như Huỳnh – Theo phys.org