Tổng quan về luận án

Vật lý hạt cơ bản lý thuyết đang đứng trước ngưỡng cửa của những khám phá mang tính cách mạng khi Mô hình Chuẩn (Standard Model - SM) — dù đã được thực nghiệm xác nhận, đặc biệt qua sự kiện phát hiện boson Higgs 126 GeV tại LHC — vẫn chứa đựng những hạn chế căn bản không thể giải quyết trong khuôn khổ hiện tại. Luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Hợp, bảo vệ năm 2020 tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 dưới sự hướng dẫn của GS. Hoàng Ngọc Long và TS. Nguyễn Huy Thảo, tiếp cận trực tiếp vào ba research gap nghiêm trọng nhất của Mô hình Chuẩn: (1) vấn đề khối lượng neutrino [tài liệu 15, 16], (2) sự phân bậc rộng của phổ khối lượng và góc trộn các hạt fermion — trải rộng tới 11 bậc độ lớn khi xét cả neutrino, và (3) thiếu cơ sở lý thuyết giải thích tại sao số thế hệ fermion phải bằng ba.

Research gap cụ thể được xác định: phần lớn các mô hình 3-3-1 trước đây hoặc chứa các tương tác không tái chuẩn hóa được [tài liệu 55–58, 61], hoặc tái chuẩn hóa được nhưng không giải quyết được phân bậc khối lượng và góc trộn fermion [tài liệu 49, 51–54, 136, 137, 148], hoặc chỉ tập trung giải quyết một phần (quark hoặc neutrino) mà không xử lý toàn diện. Mô hình 3-3-1 với cơ chế CKS — được đặt tên theo các tác giả Cárcamo, Kovalenko và Schmidt [tài liệu 170] — lần đầu tiên đồng thời đáp ứng cả điều kiện tái chuẩn hóa được và giải quyết bài toán phân bậc khối lượng-góc trộn fermion toàn diện thông qua cơ chế áp vòng tuần tự (sequential loop suppression).

Nghiên cứu đặt ra hai nhóm câu hỏi khoa học trọng tâm: (Q1) Trong khuôn khổ Mô hình 3-3-1 với cơ chế CKS, thế Higgs có cấu trúc như thế nào và các tham số mô hình bị ràng buộc ra sao bởi dữ liệu thực nghiệm về tham số ρ và tiết diện tán xạ tại LHC? (Q2) Dữ liệu tích yếu của nguyên tử cesium-133 (APV) và proton (PVES) có khả năng phân biệt và đánh giá mức độ phù hợp của các phiên bản 3-3-1 khác nhau hay không? Khung lý thuyết tích hợp lý thuyết trường lượng tử (Quantum Field Theory), đối xứng chuẩn SU(3)C × SU(3)L × U(1)X mở rộng bởi Z₄ × Z₂ × U(1)_Lg, cơ chế Glashow-Weinberg-Salam, và cơ chế seesaw ngược/tuyến tính bậc hai vòng.

Literature Review và Positioning

Dòng nghiên cứu về các mô hình 3-3-1 bắt nguồn từ các công trình nền tảng của Pisano-Pleitez và Frampton [tài liệu 110–116] xây dựng nhóm đối xứng chuẩn SU(3)C × SU(3)L × U(1)X. Dòng thứ hai tập trung vào các mô hình với β = √3 (Minimal 3-3-1, M331) [tài liệu 111–113], trong khi dòng thứ ba phát triển các mô hình với β = −1/√3 chứa neutrino phân cực phải [tài liệu 110, 114–116]. Các mô hình này sở hữu nhiều ưu điểm lý thuyết đã được ghi nhận: lượng tử hóa điện tích [tài liệu 121, 122], vi phạm CP [tài liệu 123, 124], đối xứng Peccei-Quinn tự nhiên [tài liệu 125–128], và khả năng giải thích cấu trúc ba thế hệ thông qua sự khử dị thường chiral và tính tiệm cận tự do trong QCD.

Tuy nhiên, tồn tại hai quan điểm đối lập căn bản trong cộng đồng nghiên cứu: (i) nhóm ủng hộ mô hình với đối xứng thế hệ và cơ chế seesaw bức xạ [tài liệu 49–61, 134–147] cho rằng cấu trúc khối lượng fermion có thể giải thích qua các vòng lặp bức xạ, trong khi (ii) nhóm theo hướng tiền đề hóa ma trận Yukawa cụ thể [tài liệu 28, 79–107] lại tập trung vào việc xây dựng các ma trận khối lượng theo phenomenology. Công trình mang tính cột mốc [tài liệu 151] lần đầu tiên đề xuất cơ chế sequential loop suppression nhưng vẫn chứa các số hạng Yukawa không tái chuẩn hóa được với thang "cutoff" rất thấp — một hạn chế quan trọng mà mô hình 3-3-1 CKS mới [tài liệu 170] khắc phục triệt để.

So sánh quốc tế: trong khi cơ chế Froggatt-Nielsen [tài liệu 183] áp dụng cho các mô hình 3-3-1 [tài liệu 185] sử dụng trường vô hướng ngoài với hệ số áp là ε nhỏ tùy chọn, cơ chế CKS sử dụng hệ số áp xuất phát tự nhiên từ hệ số vòng ≈ (1/4π)², tạo nên sự khác biệt căn bản về tính tự nhiên (naturalness). Cách tiếp cận này vượt trội so với cơ chế Froggatt-Nielsen ở điểm không cần giới thiệu thang năng lượng cutoff tùy tiện.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Đóng góp lý thuyết quan trọng nhất là việc xây dựng hoàn chỉnh thế Higgs tái chuẩn hóa được của Mô hình 3-3-1 CKS với đối xứng đầy đủ SU(3)C × SU(3)L × U(1)X × Z₄ × Z₂ × U(1)_Lg [phương trình (1.2)]. Thế Higgs tổng thể V = V_LNC + V_LNV + L^scalars_soft [phương trình (2.4)] được phân tách thành ba phần: phần bảo toàn số lepton (V_LNC), phần vi phạm số lepton (V_LNV), và phần phá vỡ đối xứng mềm Z₄ × Z₂ — một cấu trúc chưa từng được xây dựng đầy đủ trong các công trình trước.

Khung lý thuyết tích hợp ba lý thuyết: (1) Cơ chế Glashow-Weinberg-Salam cho cơ sở phá vỡ đối xứng điện yếu, (2) Cơ chế seesaw ngược và seesaw tuyến tính bậc hai vòng cho khối lượng neutrino nhỏ, và (3) Lý thuyết WIMP cho vật chất tối. Mô hình phá vỡ đối xứng tự phát xảy ra theo hai bước [tài liệu 170]: Bước thứ nhất kích hoạt bởi VEV của χ³₀ và ξ⁰, sinh khối lượng cho các boson chuẩn ngoài mô hình chuẩn; Bước thứ hai kích hoạt bởi v_η, sinh khối lượng cho quark top và các boson chuẩn W, Z của mô hình chuẩn.

Đề xuất lý thuyết mới: cặp trường vô hướng phức ω = (1/√2)(H₁ − iA₁) với khối lượng m²_ω = λ₈v²_χ/(2cos²θ_a) [phương trình (2.43)] được xác định là ứng viên vật chất tối vô hướng với khối lượng nằm trong khoảng 300–570 GeV dựa theo phép đo mật độ tàn dư thực nghiệm Ωh² = 0.12.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích tích yếu (weak charge) được xây dựng dựa trên hiện tượng vi phạm chẵn lẻ nguyên tử (APV) và tán xạ electron vi phạm tính chẵn lẻ (PVES), cho phép trực tiếp kiểm định các tham số mô hình. Công thức tích yếu trong các mô hình mở rộng (BSM weak charge Q^BSM_W) được thiết lập tổng quát với điều kiện biên rõ ràng: chỉ áp dụng được khi khối lượng boson Z₂ >> năng lượng chuyển động lượng của thực nghiệm, và tham số t_v phải thỏa mãn điều kiện tv ≤ 3 hoặc tv ≤ 3.4 tùy theo phiên bản mô hình 3-3-1-β.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Triết học nghiên cứu theo trường phái positivism (chủ nghĩa thực chứng), áp dụng phương pháp lý thuyết trường lượng tử kết hợp khảo sát số. Thiết kế nghiên cứu là single-method theoretical với hai cấp độ rõ ràng: (Level 1) xây dựng và phân tích lý thuyết nội dung Higgs và boson chuẩn trong Mô hình 3-3-1 CKS; (Level 2) phân loại và đánh giá các phiên bản 3-3-1 khác nhau dựa trên dữ liệu thực nghiệm. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: các mô hình 3-3-1-β với β = ±√3, β = ±1/√3, β = 0; dữ liệu thực nghiệm cesium-133 (APV) và proton (PVES); giới hạn khối lượng từ LHC tại √S = 13 TeV và dự kiến 28 TeV.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Chiến lược lấy mẫu tham số: Phạm vi tham số mô hình được xác định từ dữ liệu thực nghiệm: (i) tham số ρ với giới hạn trên và dưới từ PDG, (ii) tích yếu ΔQ_W(Cs) của cesium-133 từ thực nghiệm Cs APV, (iii) dữ liệu PVES của proton, (iv) giới hạn nhiễu loạn của hằng số tương tác Yukawa với quark top. Tiêu chí loại trừ: tv < 0 hoặc tv > 3 (tùy mô hình), MZ₂ < 2.5 TeV (theo LHC), và bất kỳ vi phạm nào đối với các dữ liệu thực nghiệm trên.

Phần mềm và công cụ: Tất cả tính toán số và biện luận kết quả được thực hiện bằng phần mềm Mathematica, cho phép vẽ đồ thị tham số không gian (parameter space plots) và kiểm tra các điều kiện ràng buộc đồng thời. Bộ hàm phân bố parton (PDF) cho quark up, down và strange được sử dụng trong tính toán tiết diện tán xạ Drell-Yan tại LHC.

Xác nhận tam giác (Triangulation): Kết quả được kiểm chứng chéo qua (1) tam giác dữ liệu — APV của cesium và PVES của proton cung cấp hai ràng buộc độc lập; (2) tam giác lý thuyết — kết quả từ tham số ρ (oblique corrections) được so sánh với kết quả từ tiết diện tán xạ Drell-Yan; (3) tam giác phương pháp — tính toán giải tích và khảo sát số bằng Mathematica cho kết quả thống nhất.

Data và phân tích

Đặc trưng dữ liệu đầu vào: s²_W(M_Z₂) = 0.231, m_W = 80.385 GeV [tài liệu 175], giới hạn khối lượng Z₂ từ LHC là MZ₂ > 2.5 TeV, giới hạn từ quá trình r̃ B_{s,d} → μ⁺μ⁻ và Bd → K*(K)μ⁺μ⁻ cho giới hạn dưới của Z' từ 1 TeV đến 3 TeV [tài liệu 173, 178–181]. Mật độ tàn dư vật chất tối quan sát được Ωh² = 0.12, dẫn đến ràng buộc khối lượng ứng viên vật chất tối 300 GeV ≤ m_φ ≤ 570 GeV. Kỹ thuật phân tích chính: diagonalization ma trận khối lượng bậc hai nhiều thành phần, tính toán oblique corrections (S, T, U parameters), tính toán tiết diện tán xạ Drell-Yan toàn phần với hàm phân bố parton, và vẽ không gian tham số đa chiều (M_Z₂ − tv plane).

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Phát hiện 1 — Giới hạn khối lượng boson bilepton: Từ tham số ρ và điều kiện ràng buộc phương trình (1.36–1.38), khối lượng boson chuẩn bilepton bị khống chế trong khoảng 465 GeV ≤ M_Y ≤ 960 GeV, nghiêm ngặt hơn giới hạn từ quá trình r̃ muon sai M_Y ≥ 230 GeV [tài liệu 182]. Thang v_χ của các mô hình 3-3-1 là khoảng 6.1 TeV.

Phát hiện 2 — Tiết diện tán xạ Drell-Yan tại LHC: Tại √S = 13 TeV, tiết diện tán xạ toàn phần sinh Z₂ nằm trong khoảng 85 fb đến 10 fb với M_Z₂ từ 4 đến 5 TeV. Tại năng lượng nâng cấp √S = 28 TeV, tiết diện tăng lên đáng kể đến 2.7 pb. Kênh cộng hưởng pp → Z₂ → l⁺l⁻ tại √S = 13 TeV có giá trị ~1 fb với M_Z₂ = 4 TeV, tương ứng biên dưới của giới hạn thực nghiệm LHC [tài liệu 192].

Phát hiện 3 — Ứng viên vật chất tối vô hướng: Trường vô hướng phức ϕ²₀ được xác nhận là ứng viên vật chất tối khả thi với khối lượng trong khoảng 300–570 GeV (từ Ωh² = 0.12) và hằng số tương tác vô hướng bậc hai λ_{hφ²} ≈ 0.9–1.0. Kết quả này xuất phát tự nhiên từ cấu trúc đối xứng tàn dư Z^(Lg)₂ sau phá vỡ đối xứng.

Phát hiện 4 — Phân loại và sàng lọc các mô hình 3-3-1: Dữ liệu APV của cesium và PVES của proton, kết hợp với điều kiện tv ≤ 3 (hoặc 3.4), cho phép loại trừ một số phiên bản 3-3-1: vùng tham số màu cam (tv < 0 hoặc tv > 3) bị loại bởi điều kiện vật lý, vùng màu xanh và vàng bị loại bởi dữ liệu APV và PVES. Mô hình loại A với β = √3 và loại C với β = −√3 trong trường hợp β = ±√3 cho các miền không gian tham số M_Z₂ − tv được phép khác nhau rõ rệt.

Phát hiện phản trực giác: Mặc dù đóng góp của phần vô hướng vào tham số ρ ở bậc một vòng không có biên trên (có nghĩa là không hạn chế khối lượng boson Higgs mới từ trên), nhưng chúng lại có thể làm cho vùng giới hạn khối lượng dự đoán của M_Z' tăng lên và nằm ngoài miền không gian tham số bị loại trừ mới nhất từ LHC [tài liệu 192] — một kết quả bất ngờ đòi hỏi phân tích tinh tế hơn.

Implications đa chiều

Đóng góp lý thuyết: Kết quả mở rộng lý thuyết trường lượng tử chuẩn (Gauge QFT) và cơ chế Higgs (Brout-Englert-Higgs mechanism) vào khuôn khổ nhóm đối xứng SU(3)³, đồng thời mở rộng framework vật chất tối WIMP sang miền mô hình có đối xứng rời rạc tàn dư. Đóng góp cho lý thuyết seesaw thông qua việc chứng minh rằng cơ chế seesaw ngược và seesaw tuyến tính ở bậc hai vòng có thể đồng thời vận hành trong một mô hình tái chuẩn hóa được.

Đổi mới phương pháp: Phương pháp sử dụng tích yếu (weak charge) như một công cụ phân loại mô hình là một tiếp cận mới, áp dụng được cho bất kỳ mô hình BSM nào có boson chuẩn trung hòa mới Z'.

Khuyến nghị thực tiễn: Với MZ₂ ≥ 4 TeV và năng lượng nâng cấp √S = 28 TeV của LHC, các phép đo tại kênh cộng hưởng dilepton pp → Z₂ → l⁺l⁻ là đường thẳng nhất để kiểm định mô hình. Cụ thể, tiết diện ở bậc 10⁻² pb tại 28 TeV nằm trong tầm khám phá của thực nghiệm tương lai.

Điều kiện tổng quát hóa: Kết quả phân loại dựa trên tích yếu áp dụng được cho tất cả các mô hình 3-3-1-β với bất kỳ giá trị β cho phép, miễn là boson Z₂ nặng hơn đáng kể so với thang năng lượng của thực nghiệm APV/PVES.

Limitations và Future Research

Giới hạn 1 — Tính gần đúng bậc cây: Khối lượng fermion ngoài top quark và phần tử ma trận tương tác Yukawa của quark top được sử dụng làm ràng buộc nhưng chưa tính toán đầy đủ ảnh hưởng bậc hai vòng lên các observable thực nghiệm như APV.

Giới hạn 2 — Phạm vi mô hình siêu đối xứng: Phần nghiên cứu đối với các quá trình vật lý trong các mô hình siêu đối xứng vẫn là dự định nghiên cứu tiếp theo, chưa được thực hiện trong khuôn khổ luận án này.

Giới hạn 3 — Bộ dữ liệu APV/PVES: Kết quả phụ thuộc vào độ chính xác của phép đo tích yếu cesium-133 và proton hiện tại; các thực nghiệm tương lai với độ chính xác cao hơn có thể thay đổi miền tham số được phép.

Giới hạn 4 — Điều kiện giản lược: Một số kết quả phân tích thế Higgs được thực hiện dưới các điều kiện giản lược như λ₁ = λ₂, v_ξ = v_χ [phương trình (2.57)], có thể không phản ánh đầy đủ cấu trúc tham số của mô hình tổng quát.

Hướng nghiên cứu tương lai: (F1) Tính toán các quá trình vật lý trong khuôn khổ mô hình 3-3-1 siêu đối xứng; (F2) Phân tích chi tiết các kênh rã của boson Higgs nặng H₄ và H₅ tại LHC √S = 28 TeV; (F3) Nghiên cứu ứng viên vật chất tối ϕ²₀ trong các thực nghiệm direct detection; (F4) Mở rộng phân tích tích yếu sang các mô hình 3-3-1 với β khác ngoài các trường hợp đã xét; (F5) Kiểm định vi phạm CP trong mô hình CKS thông qua các thực nghiệm B-meson tại Belle II.

Tác động và ảnh hưởng

Về tác động học thuật, công trình được công bố trên các tạp chí chuyên ngành hàng đầu (theo cam kết trong luận án, các kết quả đã được nhận đăng trên tạp chí khoa học chuyên ngành hàng đầu), mở ra chuỗi trích dẫn trong cộng đồng nghiên cứu về mô hình BSM và vật lý LHC. Việc xây dựng công thức tích yếu tổng quát cho họ mô hình 3-3-1 tạo nền tảng cho các nghiên cứu phenomenology so sánh mô hình trong tương lai.

Về tác động công nghiệp và chính sách: kết quả dự đoán về tiết diện tán xạ tại √S = 28 TeV trực tiếp hỗ trợ quá trình lập kế hoạch nâng cấp máy gia tốc LHC tại CERN, đặc biệt trong việc định hướng thiết kế đầu dò và chiến lược thu thập dữ liệu cho kênh dilepton. Đối với cộng đồng vật lý hạt tại Việt Nam, nghiên cứu này khẳng định năng lực tham gia vào các hướng nghiên cứu tiên phong của vật lý hạt cơ bản thế giới.

Đối tượng hưởng lợi

Nghiên cứu sinh tiến sĩ trong lĩnh vực vật lý hạt lý thuyết được cung cấp một blueprint hoàn chỉnh về phương pháp xây dựng mô hình BSM, từ xác định gap trong literature đến tính toán phenomenological predictions kiểm định bằng dữ liệu LHC — giảm đáng kể thời gian định hướng nghiên cứu ban đầu.

Các nhà vật lý lý thuyết cấp cao nghiên cứu về Higgs sector và vật chất tối được cung cấp một khuôn khổ tích hợp rare trong đó ứng viên vật chất tối vô hướng xuất hiện tự nhiên từ cấu trúc đối xứng rời rạc tàn dư, mà không cần giới thiệu thêm bất kỳ trường nào ngoài mô hình.

Cộng đồng thực nghiệm LHC được cung cấp dự đoán cụ thể và có thể kiểm tra: tiết diện tán xạ Drell-Yan sinh Z₂ tại √S = 13 TeV trong khoảng 85–10 fb cho M_Z₂ = 4–5 TeV, và tại √S = 28 TeV có thể đạt 2.7 pb, cung cấp benchmark để thiết kế chiến lược tìm kiếm boson Z' nặng.

Các nhà nghiên cứu về tích yếu và vi phạm chẵn lẻ nguyên tử được cung cấp công thức tích yếu tổng quát cho họ mô hình 3-3-1-β — một công cụ phân tích có thể áp dụng ngay cho dữ liệu thực nghiệm APV và PVES sắp tới với độ chính xác cao hơn.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất là gì? Đó là việc xây dựng lần đầu tiên thế Higgs đầy đủ và tái chuẩn hóa được của Mô hình 3-3-1 CKS [tài liệu 170, 152], mở rộng lý thuyết Brout-Englert-Higgs sang nhóm đối xứng SU(3)³ với đối xứng rời rạc Z₄ × Z₂, đồng thời chứng minh rằng ứng viên vật chất tối WIMP vô hướng ϕ²₀ xuất hiện tự nhiên từ cấu trúc này với khối lượng nhất quán với quan sát Ωh² = 0.12.

2. Đổi mới phương pháp so với các nghiên cứu trước? So với [tài liệu 151] — công trình đầu tiên đề xuất sequential loop suppression nhưng chứa các số hạng Yukawa không tái chuẩn hóa được, và so với [tài liệu 185] sử dụng cơ chế Froggatt-Nielsen với hệ số áp tùy chọn — phương pháp trong luận án sử dụng hệ số áp vòng (1/4π)² xuất phát tự nhiên, đồng thời kết hợp công cụ tích yếu nguyên tử để phân loại mô hình — một phương pháp dual constraint chưa được áp dụng trong các công trình 3-3-1 trước.

3. Phát hiện bất ngờ nhất với hỗ trợ dữ liệu? Đóng góp của phần vô hướng (Higgs) vào tham số ρ ở bậc một vòng không có biên trên — có nghĩa là không thể sử dụng tham số ρ để hạn chế khối lượng boson Higgs mới từ trên [phương trình (2.75) và Hình 3]. Thay vào đó, đóng góp Higgs có thể làm tăng dự đoán về M_Z', dẫn đến kết quả nằm ngoài vùng bị loại trừ từ LHC [tài liệu 192].

4. Giao thức tái lập được cung cấp? Có. Toàn bộ tính toán được thực hiện bằng Mathematica với các phương trình giải tích tường minh (phương trình 1.1 đến 3.x trong luận án), cho phép tái lập hoàn toàn. Các điều kiện ràng buộc và tiêu chí loại trừ được phát biểu rõ ràng, bao gồm giá trị s²_W = 0.231 và m_W = 80.385 GeV được sử dụng nhất quán.

5. Chương trình nghiên cứu 10 năm? Được phác thảo ngầm: từ năm 1–3 là kiểm định mô hình tại LHC nâng cấp √S = 28 TeV; năm 4–6 là nghiên cứu mô hình 3-3-1 siêu đối xứng; năm 7–10 là mở rộng sang phân tích vi phạm CP trong mô hình CKS và kết nối với dữ liệu Belle II, cùng các thực nghiệm direct detection vật chất tối.

Kết luận

Luận án hoàn thành năm đóng góp khoa học cụ thể và có thể đo lường:

(1) Xây dựng lần đầu tiên thế Higgs đầy đủ tái chuẩn hóa được của Mô hình 3-3-1 CKS với cấu trúc ba thành phần V_LNC + V_LNV + L^scalars_soft, bao gồm 7 đơn tuyến và 3 tam tuyến vô hướng; (2) Xác định hoàn chỉnh phổ khối lượng Higgs: 4 boson Higgs mang điện (φ⁺₁, φ⁺₂, φ⁺₄, và các trạng thái trộn), 4 Higgs CP-lẻ có khối lượng (A₁, A₂, A₃, Iϕ₂), và các trạng thái CP-chẵn (h, H₁–H₅, Rϕ₂); (3) Thiết lập giới hạn 465 GeV ≤ M_Y ≤ 960 GeV cho boson bilepton và dự đoán tiết diện tán xạ Drell-Yan kiểm tra được tại LHC; (4) Chứng minh ứng viên vật chất tối vô hướng ϕ²₀ với m_φ ∈ [300, 570] GeV từ ràng buộc mật độ tàn dư Ωh² = 0.12; (5) Xây dựng framework tích yếu tổng quát cho họ mô hình 3-3-1-β và sử dụng nó để phân loại và sàng lọc các mô hình 3-3-1 khác nhau (β = ±√3, β = ±1/√3, β = 0) dựa trên dữ liệu APV của cesium-133 và PVES của proton.

Ba dòng nghiên cứu mới được mở ra: (R1) Phenomenology của boson Higgs nặng H₄ và H₅ tại máy gia tốc thế hệ tiếp theo; (R2) Sử dụng tích yếu nguyên tử như công cụ phân loại cho các họ mô hình BSM khác (Little Higgs, Extra Dimensions); (R3) Nghiên cứu vật chất tối vô hướng với đối xứng rời rạc trong bối cảnh dữ liệu direct detection tương lai. Về tầm vóc quốc tế, nghiên cứu định vị Việt Nam trong bản đồ nghiên cứu vật lý BSM toàn cầu, đóng góp trực tiếp vào chương trình khoa học của LHC CERN và các thực nghiệm vật chất tối thế hệ tiếp theo, đồng thời thiết lập di sản học thuật đo lường được qua chuỗi công trình xuất bản trên tạp chí ISI hàng đầu.