Các nhà khoa học làm việc tại cỗ máy phá vỡ các nguyên tử lớn nhất thế giới vừa công bố phát hiện ra “hòn đá tảng giấu mặt của Vật lý học” . Họ rất vui mừng trước cái kết thúc có hậu của cuộc truy lùng công phu một hạt hạ nguyên tử mới có tên là “boson Higgss” hay “hạt của Chúa”, giúp họ giải thích vì sao vật chất lại có khối lượng và mở toang ra một thế giới mới của khoa học hạ nguyên tử (sibatomic science).
Các nhà khoa học làm việc tại cỗ máy phá vỡ các nguyên tử lớn nhất thế giới vừa công bố phát hiện ra “hòn đá tảng giấu mặt của Vật lý học” . Họ rất vui mừng trước cái kết thúc có hậu của cuộc truy lùng công phu một hạt hạ nguyên tử mới có tên là “boson Higgss” hay “hạt của Chúa”, giúp họ giải thích vì sao vật chất lại có khối lượng và mở toang ra một thế giới mới của khoa học hạ nguyên tử (sibatomic science).
Máy gia tốc hạt lớn LHC, cỗ máy đã giúp các nhà khoa học tìm ra hạt boson Higgs.
Ảnh: Boston.com
Được đề xuất lần đầu tiên vào những năm1960, hạt Higgs khó truy nã đến phát khùng là đối tượng săn lùng của ít ra là hai thế hệ các nhà vật lý, những người tin rằng chúng sẽ giúp họ hiểu được vũ trụ đã bắt đầu như thế nào và vì sao các hạt vi mô lại gắn kết được với nhau để thành vật chất.
Với những thiêt bị vô cùng hiện đại, hai nhóm nghiên cứu độc lập với đội ngũ trên 5.000 chuyên gia có trình độ tuyên bố đã tìm ra kẻ bị truy nã gắt gao nhất trong nửa thế kỷ. Những dãy hành lang ngày thường rất vắng lặng của Tổ chức nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN) hôm đó đông nghịt những người tụ tập, bỗng vỡ òa bởi những tiếng reo hò và những tràng pháo tay giòn giã. Còn những nhà vật lý đeo đuổi việc truy nã gian lao thì đầm đìa nước mắt.
Hạt mới xuất hiện có nhiều tính chất tương tự như hạt mà nhà vật lý Scotland Peter Higgs và những người khác đã tiên đoán và có lẽ đây cũng là một thành công vang dội nhất của CERN kể từ năm thành lập (1954) đến nay.
Ông Rolf Heuer, giám đốc CERN, nói hạt mới tìm ra là một boson, rồi dừng lại như e thẹn khi nói thẳng ra là nó chính là boson Higgs – một sự phân biệt cực kỳ tế nhị.
"Là một người ngoại đạo, tôi cứ nghĩ rằng chúng tôi đã tìm ra nó” – ông nói với các phóng viên bao vây xung quanh – “ Chúng tôi đã có một phát minh. Chúng tôi đã quan sát thấy một hạt mới, giống như là hạt boson Higgs”.
Hạt Higgs, cho tới nay vẫn chỉ là một hạt thuần túy lý thuyết, được xem như chiếc chìa khóa để hiểu được vì sao vật chất lại có khối lượng, kết hợp với trọng lượng để mọi vật thể có một sức nặng nào đó.
Ý tưởng đó rất giống với trọng lượng và những giả thuyết ban đầu của Isaac Newton. Trọng lượng là cái vốn có trước khi Newton giải thích nó. Boson Higgs cũng được cho là như vậy. Và lúc này đây, các nhà khoa học đang chứng kiến một điều tương tự, và họ hy vọng có thể mang kiến thức ấy để tiếp tục sử dụng.
Cỗ máy nghiến nát nguyên tử của CERN, gọi là LHC trị giá 10 tỷ đôla, bắt những proton phóng như điên trong một đường hầm dưới mặt đất hình vòng tròn dài 27 kilomet với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng để tạo ra những va chạm năng lượng cao. Hậu quả của những va chạm ấy sẽ cung cấp chiếc chìa khóa để mở cửa vào vật chất tối, phản vật chất và sự hình thành vũ trụ, được nêu thành lý thuyết trong vụ nổ lớn mang tên Big Bang.
Hầu hết các hạt sinh ra do va chạm chỉ tồn tại trong một phần cực nhỏ của một giây. Thế nhưng việc tìm ra một boson giống như hạt Higgs là một trong những thách thức lớn nhất của Vật lý học. Trong số 500 nghỉn tỷ va chạm, chỉ vài chục va chạm có khả năng “làm nên chuyện”, tức cung cấp những con số có ý nghĩa – đó là lời của Joe Incandela thuộc Trường ĐH California tại Santa Barbara, đứng đầu nhóm CMS với 2.500 thành viên.
Mỗi nhóm đều khẳng định là họ đã “quan sát” được một hạt “hạ nguyên tử” mới – một boson. Ông Heuer cho biết: “Rất có thể đây là boson Higgs, nhưng chúng tôi phải tìm ra, nó thuộc loại boson Higgs nào”. Ý ông muốn nói đến hòn đá tảng vẫn còn ẩn giấu của khoa học.
Khi những người đứng đầu cả hai nhóm (CMS và ATLAS) trình bày những dẫn chứng, tiếng vỗ tay vang dội đặt dấu chấm cho từng câu nói của họ.
"Xin cảm ơn, Thiên nhiên!”, bà Fabiola Gianotti, nhà vật lý Ý đứng đầu nhóm ATLAS gồm 3.000 nhà khoa học nói đùa, làm tiếng cười từ đám đông lại vang dậy.
Sau này, bà nói tiếp với các phóng viên rằng mô hình chuẩn của Vật lý học vẫn chưa hoàn chỉnh vì “cái mà mọi người mơ ước là tìm ra được một lý thuyết tối hậu có thể giải thích tất cả mọi điều. Còn lâu chúng ta mới đạt được điều đó”.
Ông Incandela cho biết còn quá sớm để khẳng định chính xác hạt tìm được có phải chính do Higgs và những người khác nữa đề cập đến khi họ đề xuất sự hiện hữu của một trường năng lượng, nơi tất cả các hạt đều tương tác vói hạt chủ chốt là hạt boson Higgs này hay không.
Giáo sư Higgs, được mời đến với tư cách một nhân chứng, phát biểu là phát minh này rất gần với hạt ông tiên đoán.
"Một điều tôi khó có thể tưởng tượng là nó đã xảy ra khi tôi còn sống” và ông gọi phát minh này là một thành tựu lớn của cố máy đập vỡ proton.
Phía bên ngoài CERN, lời loan báo dường như những viên đạn bắn xả ra toàn thế giới với cùng một tốc độ và năng lượng như chính bản thân hạt Higgs.
Stephen Hawking đã mất 100 đô la trong vụ cá cược về hạt boson Higgs.
Ảnh: Getty.
Trong một cuộc phỏng vấn của Đài BBC, nhà vật lý nổi tiếng nhất thế giới Stephen Hawking nói Peter Higgs xứng đáng được trao giải Nobel. Hawking kể lại ông đã đặt cược với một nhà vật lý khác rằng sẽ chẳng bao giờ tìm ra hạt boson Higgs.
“Có lẽ tôi phải mất 100 đôla thôi” – ông làm ra bộ rầu rĩ.
Marc Sher, giáo sư vật lý Trường Cao đẳng William & Mary College, nói hấu hết những người dự báo đoán vào tháng Chạp hạt boson Higgs sẽ được tìm ra nhưng “kết quả vẫn làm tôi sửng sốt”.
Cái tên “hạt của Chúa” là do nhà vật lý được giải Nobel là Leon Lederman đặt ra, chủ yếu được người “ngoại đạo” sử dụng để giải thích lý thuyết một cách dễ dàng hơn.
Cuộc họp công bố phát minh chủ yếu dành cho các nhà nghiên cứu, những người đang khám phá điều sâu xa nhất, bí ẩn nhất của khoa học về các hạt. Nhưng thành công của việc săn lùng các hạt phải có sự đóng góp của những nhà kỹ thuật ngoài ngành, trong đó có sự đóng góp để phát triển mạng World Wide Web.
Các nhà khoa học của CERN đã sử dụng mạng từ thời kỳ đầu để trao đổi thông tin. Khả năng tính toán của máy tính để “đồng hóa” các số liệu thu được từ cỗ máy đập vỡ nguyên tử tạo điều kiện cho việc dự đoán những điều còn mơ hồ mà ngày nay chính chúng lát đường để đi vào cánh cửa chính.
Những tiến bộ về năng lượng mặt trời, kỹ thuật chụp ảnh y tế và trị liệu bằng proton (proton therapy) đã được sử dụng để điều trị bệnh ung thư cũng là kết quả của những nghiên cứu vật lý hạt ở CERN và các phòng nghiên cứu khác.
Phần chưa tìm ra cuối cùng trong mô hình chuẩn của vật lý có thể là một tính chất khác nữa của hạt Higgs đã từng được dự đoán hoặc cái gì đó khác nữa có khả năng làm thay đổi cách suy nghĩ của các nhà khoa học về sự tạo thành vật chất, theo lời của ông Incandela.
"Boson này là một điều huyền bí mà chúng ta khám phá ra. Chúng ta đang bước vào công xưởng của vũ trụ theo con đường mà chúng ta chưa từng đi. Chúng ta dường như đã kết thúc được một câu chuyện về hạt… Lúc này chúng ta đang đứng ở bên rìa một cuộc thám hiểm”.
Phát hiện cũng rất cơ bản đối với các định luật của Tự nhiên – ông Incandela cho hay – Nó có thể mở đầu một kỷ nguyên mới của công nghệ và nó sẽ phát triển theo cách mà những định luật của Newton về trọng lực đã dẫn đến những phương trình cơ bản của cơ học, tạo điều kiện cho cuộc cách mạng công nghiệp.
Bảo Châu
Theo Vietnamnet