Khám Phá Giới Hạn Mới Về Khối Lượng Của Hạt Ánh Sáng

Những nghiên cứu gần đây đã tiết lộ một giới hạn mới về khối lượng của photon, hạt ánh sáng mà chúng ta vẫn nghĩ là không có khối lượng.

Photon, một thành phần cơ bản của ánh sáng, từ trước đến nay được xem là không có khối lượng vì chúng di chuyển với tốc độ ánh sáng trong chân không mà không thay đổi vận tốc. Điều này đã tạo nên một khái niệm rõ ràng về bản chất của ánh sáng trong vật lý lý thuyết.

Với giả định rằng photon không có khối lượng, chúng ta chưa từng có chứng minh nào đủ sức thuyết phục để bác bỏ điều này.

Hình ảnh của một ẩn tinh nhấp nháy ở khoảng cách rất xa (Ảnh: NASA).

Tuy nhiên, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Khoa học & Kỹ thuật Tứ Xuyên, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Nam Kinh đã thực hiện các nghiên cứu cho thấy điều ngược lại.

Họ chỉ ra rằng hạt photon thực sự có khối lượng, và bằng cách sử dụng các phép đo gián tiếp, chúng ta có thể “đong đếm” chúng một cách chính xác.

Thông qua việc phân tích dữ liệu từ các vụ nổ sóng vô tuyến nhanh, một hiện tượng ánh sáng cực mạnh xuất hiện trên không gian giữa các thiên hà, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một thời điểm trễ tỉ lệ thuận với khối lượng của photon.

Thông qua các phép tính tỷ lệ, họ ước tính rằng giới hạn tối đa của khối lượng photon là 9,52 x 10-46kg, tương đương với mức năng lượng 5,34 x 10-10 electron volt c-2.

“Đây là lần đầu tiên mà khối lượng photon có thể được đo đạc với kết quả không bằng 0 trong môi trường plasma,” nhóm nghiên cứu nhấn mạnh.

Dù con số này rất nhỏ, việc phát hiện rằng ánh sáng có khối lượng sẽ làm thay đổi cách chúng ta hiểu về vũ trụ và các quy luật vật lý cơ bản.

Kết quả này cũng đặt ra câu hỏi mới cho lý thuyết tương đối của Einstein và lý thuyết điện từ của Maxwell, đồng thời mở ra khả năng hình thành một nền tảng vật lý hoàn toàn mới.

Theo các chuyên gia thiên văn học, nghiên cứu trên còn chứng minh tầm quan trọng của kính thiên văn vô tuyến chính xác trong việc thu thập dữ liệu chất lượng cao. Họ tin rằng với sự tiến bộ của công nghệ, con người sẽ có thể thực hiện những phép đo chính xác hơn và nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của hạt ánh sáng đối với vũ trụ xung quanh.