Tìm hiểu về máy gia tốchạt LHC Large Hadron Collider Máy gia tốc hạt lớn - gọi tắt là LHC là chiếc máy gia tốc hạt hiện đại lớn nhất và cung cấp gia tốc mạnh nhất trên thế giới, được thi
Trang 1Tìm hiểu về máy gia tốc
hạt LHC
Large Hadron Collider (Máy gia tốc hạt lớn - gọi tắt là LHC) là chiếc máy gia tốc hạt hiện đại lớn nhất và cung cấp gia tốc mạnh nhất trên thế giới,
được thiết kế để tạo va chạm trực diện giữa các tia proton (một trong các loại hạt cơ bản) với động năng cực lớn Mục đích chính của nó là phá vỡ
những giới hạn và mặc định của mô hình chuẩn - những lý thuyết cơ bản
hiện thời của vật lý hạt.
Trên lý thuyết, chiếc máy này được cho là sẽ chứng minh được sự tồn tại của hạt Higgs, những kết quả nghiên cứu từ chiếc máy này có thể chứng minh những
dự đoán từ trước cũng như những liên kết còn thiếu trong mô hình chuẩn, và giải thích được những hạt sơ cấp khác có được những đặc tính như khối lượng như thế nào
Máy gia tốc hạt lớn được chế tạo bởi Tổ chức nghiên cứu hạt nhân Châu Âu (CERN), nằm bên dưới mặt đất tại biên giới Pháp-Thụy Sĩ giữa núi Jura và dãy Alps gần Genève, Thụy Sĩ Dự án được cung cấp kinh phí và chế tạo với sự tham gia cộng tác của trên tám nghìn nhà vật lý của 15 quốc gia cũng như hàng trăm trường đại học
và phòng thí nghiệm Những tia hạt đầu tiên được dẫn vào trong máy ngày 10
tháng 9 năm 2008, và phải chờ khoảng 6 đến 8 tuần sau đó mới có được các đợt va chạm với năng lượng cực lớn đầu tiên
Trang 2Mặc dù trên các phương tiện truyền thông hay thậm chí tòa án có nhiều thắc mắc
về tính an toàn của máy LHC, các nhà khoa học đều đồng quan điểm rằng các thí nghiệm va chạm hạt của chiếc máy này sẽ không gây ra nguy hiểm nào
Liệu máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới Large Hadron Collider (LHC), được cài đặt để hoạt động vào ngày 10/9 có gây ra ngày tận thế cho thế giới hay không?
Hầu hết các nhà khoa học đều trả lời rằng "Không" Tuy nhiên, họ hi vọng rằng với thiết bị này, họ có thể thu được một số nhân tố lý giải cách thức vũ trụ hình thành ra sao
Dưới đây là một số hình ảnh giới thiệu máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới Large Hadron Collider (LHC)
Một trong những điều mà các nhà vật lý mong đợi sẽ phát hiện ra đó là hiện tượng có tên gọi là “Higgs boson,”một phân tử theo lý thuyết có thể lý giải cách thức hình thành vật chất Peter Higgs, người trên ảnh, đã đưa ra lý thuyết này vào năm 1964
Trang 3Các nam châm khổng lồ đẩy proton qua một ống được làm lạnh xuống tới nhiệt độ -2710C
Vì kích thước của LHC rất lớn, nên nó có thể tạo ra các mức năng lượng mà từ trước đến nay chúng ta chưa từng thấy trong một thí nghiệm tại phòng “lab” Tại đây, một trong những thiết bị cảm biến khổng lồ đã được hạ thấp xuống đưa vào trong phòng thí nghiệm Vật lý Hạt Châu Âu
(CERN)
Trang 4Những máy dò loại này được thiết kế để thu lại dấu tích của những hạt có kích thước vô cùng nhỏ bé Dữ liệu thu lại sẽ được phân tích với sự giúp đỡ của khoảng 60.000 máy tính đặt trên toàn thế giới
Một số nhà nghiên cứu e sợ rằng LHC có thể
sẽ tạo ra một hố đen siêu nhỏ có khả năng nuốt Trái Đất vào bên trong Tuy nhiên, phòng thí
Trang 5nghiệm Vật lý hạt CERN vẫn khẳng định rằng LHC rất an toàn
Phác họa về sự va chạm proton tương tự như hiện tượng xảy ra bên trong máy gia tốc hạt LHC
Máy gia tốc hạt Large Hadron Collider (LHC) lớn nhất thế giới, được chôn ngầm dưới lòng đất gần Geneva, Thụy Sĩ, có chu vi rộng 27 km Các hạt
Trang 6sẽ được tạo một gia tốc lên tới 99.9999991% tốc
độ ánh sáng nhờ một máy gia tốc hạt
Peter Higgs cho biết rằng ông
có thể đã may mắn khi vẫn theo đuổi
thuyết của mình cùng với sự tồn tại
của các hạt Higgs
Trang 7Hàng nghìn nhà nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới đã tham gia thiết kế thí nghiệm thực hiện
dự án LHC và trong công cuộc thiết kế LHC Trong
dự án này, khoảng 9,2 tỉ USD đầu tư đến từ các nguồn ở châu Âu
Rất nhiều nhà vật lý đang hi vọng rằng dự
án LHC sẽ cung cấp được chứng cứ xác thực của thuyết string(string theory - thuyết phần tử dạng sợi), một giả thuyết có thể dung hòa giữa Thuyết Tương đối tổng quát và Cơ học lượng tử
Trang 8Với những mức năng lượng tạo ra được trong các thí nghiệm, các nhà khoa học tự tin rằng
họ sẽ phát hiện ra được một điều gì đó, dù cho đó
có phải là các hạt Higgs hay không
Một khi sự va chạm xảy ra, các bộ cảm biến sẽ thu lại kết quả- và các nhà khoa học sẽ nghiên cứu những dữ liệu kết quả đó và sẽ làm cho các kết quả này trở nên có ý nghĩa
Trang 9Máy gia tốc hạt mạnh nhất thế giới
Large Hadron Collider (LHC), máy gia tốc hạt mạnh nhất thế giới, có chu vi tới 27km, được chôn sâu 100m dưới lòng đất tại khu vực biên giới Pháp- Thụy Sĩ
Việc khởi động LHC cũng gặp phải sự phản đối mạnh vì một số nhà khoa học cho rằng cỗ máy sẽ tạo ra các “lỗ đen mini" có thể nuốt chửng cả Trái đất Một số người khác e ngại nó sẽ tạo ra các vật chất lạ (chỉ tồn tại trên lý thuyết), biến cả hành tinh thành một khối vật chất lạ, nóng bỏng Nhà vật lý nổi tiếng người Anh, Martin Rees, ước tính khả năng LHC gây ra thảm họa toàn cầu là rất nhỏ (xác suất
là 1/50.000.000 )
Tuy nhiên, giới khoa học ủng hộ sự ra đời của LHC và khẳng định sẽ chẳng
có ngày tận thế nào cả, dù LHC có thật sự tạo ra được các lỗ đen mini, vì lỗ đen mini sẽ bốc hơi chỉ trong vài phần triệu giây theo lý thuyết của bác học người Anh Stephen Hawking
Khi hoạt động, LHC bắn phá các tia hạt proton với nhau, với mức năng lượng cao chưa từng thấy Giáo sư Giddings cho biết, trên thực tế, từ hàng tỉ năm qua các tia vũ trụ có năng lượng cao cũng bắn phá bầu khí quyển Trái đất, tạo ra các va chạm tương tự như thí nghiệm trong LHC nhưng tới nay Trái đất vẫn an toàn
Giới khoa học toàn cầu hi vọng khi bắn phá các hạt cơ bản, LHC sẽ tạo ra được vật chất tối vô hình, loại vật chất không thể nhìn thấy, chiếm tới 96% trọng lượng của vũ trụ Cho tới nay, vật lý hiện đại vẫn chưa thể giải thích nổi vật chất tối
là gì CERN cũng tin rằng LHC sẽ "tóm" được hạt Higgs, loại hạt tạo ra khối lượng cho vật chất Tổng trị giá của dự án này lên tới 5,8 tỷ USD