Đó là những loại hạt cơ bản khác nhau được đề xuất trong các lý thuyết khác nhau, hạt cấu tạo nên vật chất (fermion), hạt lan truyền tương tác (boson). Để xác thực hay bài bác các lý thuyết, các nhà khoa học luôn tìm kiếm những loại hạt này.
Higgs
Theo giả thuyết, boson Higgs là hạt mang khối lượng đến cho mọi hạt khác. Hạt Higgs lần đầu tiên được đề xuất trên lí thuyết vào năm 1964 khi các nhà khoa học tự hỏi tại sao một số hạt lại nặng hơn những hạt khác.
Boson Higgs đi cùng với cái gọi là trường Higgs, một mạng lưới thuộc loại được cho là chiếm đầy vũ trụ, và hai đối tượng (trường Higgs và hạt Higgs) được cho là cơ chế gây ra khối lượng cho những hạt khác.
Trong khi nhiều nhà khoa học hi vọng cơ chế Higgs giữ mảnh ghép còn thiếu để hoàn chỉnh “Mô hình chuẩn” hiện có của ngành vật lí hạt mô tả những hạt đã biết, nhưng sự tồn tại của nó vẫn chưa được xác nhận chắc chắn.
Quark
Là viên gạch cấu trúc cơ bản của proton và neutron, các quark không tồn tại riêng lẻ mà chỉ tồn tại theo nhóm. Rõ ràng lực liên kết các quark tăng theo khoảng cách, cho nên ta càng cố tách một quark ra thì nó sẽ bị hút lại càng mạnh. Vì thế, các quark tự do chưa hề tồn tại trong tự nhiên.
Những hạt sơ cấp này gồm sáu mùi: lên (up), xuống, (down), duyên (charm), lạ (strange), đỉnh (top) và đáy (bottom). Ví dụ, proton và neutron đều có cấu tạo gồm ba quark, với proton chứa hai quark lên và một quark xuống, còn neutron có hai quark xuống và một quark lên.
Quark lên và quark xuống có khối lượng thấp nhất và là mùi thông dụng nhất vì những quark nặng hơn – ví dụ như duyên, lạ, đáy, và đỉnh – nhanh chóng phân hủy thành quark lên và quark xuống. Tuy nhiên, các quark nặng có thể được tạo ra trong những va chạm năng lượng cao, ví dụ như những va chạm xảy ra trong các máy gia tốc hạt khổng lồ.
Sparticle
Là tên gọi tắt của “hạt siêu đối xứng”, và được dự đoán bởi lí thuyết siêu đối xứng cho rằng ứng với mỗi hạt mà chúng ta biết, có một hạt chị em mà chúng ta chưa phát hiện ra. Ví dụ, siêu đối hạt cho electron là selectron, đối hạt cho quark là squark và đối hạt cho photon là photino.
Tại sao chúng ta nhìn nhìn thấy những siêu hạt này trong vũ trụ ngày nay? Các nhà khoa học nghĩ rằng chúng nặng hơn nhiều so với những hạt “chị em” bình thường của chúng và một hạt càng nặng thì thời gian sống của nó càng ngắn. Về cơ bản nó bắt đầu vỡ ngay khi nó được tạo ra.
Việc tạo ra các siêu hạt đòi hỏi những lượng năng lượng khổng lồ, thuộc loại chỉ tồn tại không bao lâu sau Big Bang và có lẽ còn được tạo ra trong những máy gia tốc lớn như LHC. Giống như sự sản sinh siêu hạt, các nhà vật lí cho rằng siêu đối xứng có thể bị phá vỡ trong một mảng ẩn nào đó của vũ trụ mà chúng ta không thể biết được mà chỉ có thể cảm nhận qua lực hấp dẫn.
Neutrino
Chúng là những hạt dưới nguyên tử, khối lượng nhỏ, chuyển động gần bằng tốc độ ánh sáng. Có hàng nghìn tỉ neutrino đang xuyên qua cơ thể bạn tạm mỗi thời khắc bất kì, mặc dù chúng hiếm khi tương tác với vật chất bình thường.
Một số neutrino đến từ mặt trời, còn những neutrino khác thì đến từ tia vũ trụ tương tác với khí quyển của trái đất và những tinh tú như những ngôi sao bùng nổ trong Ngân hà của chúng ta và những thiên hà khác.
Đối hạt phản vật chất của neutrino được gọi là geoneutrino (neutrino địa cầu), và giống như những tương tác phản vật chất-vật chất khác, khi hai hạt gặp nhau chúng hủy lẫn nhau.
Phản vật chất
Toàn bộ những hạt vật chất bình thường đều được cho là có những đối hạt phản vật chất với cùng khối lượng nhưng điện tích thì trái dấu. Khi vật chất và phản vật chất gặp nhau, hai hạt hủy lẫn nhau. Ví dụ, đối hạt phản vật chất của proton là phản proton, còn đối hạt phản vật chất của electron được gọi là positron.
Graviton
Theo cơ học lượng tử, bốn loại tương tác cơ bản đều được mang bởi các hạt. Chẳng hạn, ánh sáng là gồm những hạt không khối lượng gọi là photon mang lực điện từ. Tương tự, graviton là hạt giả thuyết lan truyền tương tác hấp dẫn. Cho đến nay, các nhà khoa học chưa phát hiện ra graviton, chúng rất khó tìm vì tương tác rất yếu với vật chất.
Bài nguồn Book Hunter Club
