DSpace at VNU: 208_Cuộc săn lùng hạt thần thánh So 208 p28 p311

KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN săn lùng hạt thần thánh Vậy “Hạt Thần Thánh” gì? Giả thuyết tồn “Hạt Thần Thánh”: Mãi cuối kỷ 19, nhân loại cho nguyên tử thành phần nhỏ vật chất – thành phần khơng thể phân chia khơng thành phần nhỏ Nhưng khám phá vợ chồng Pierre Marie Curie từ đầu kỷ 20 gợi ý Hàng loạt khám phá nhà khoa học suốt kỷ 20 cho thấy thân nguyên tử “vũ trụ mênh mông” – giới phức tạp bao gồm hạt nhỏ gọi hạt “hạ nguyên tử” (sub-atomic) Thế kỷ 20 kỷ mở toang cánh cửa bí mật nguyên tử để xâm nhập vào giới “hạ nguyên tử” Lúc đầu người ta tưởng có vài ba loại hạt cấu tạo nên nguyên tử, sau khoa học khám phá loại hạt, quan trọng nữa, người ta bắt đầu nhận tập hợp hạt khơng có ý nghĩa số lượng, mà chúng tuân theo “tổ chức quy củ”, hạt có “nhiệm vụ” “quyền hạn” khác nhau, định đặc trưng vật chất khác Từ đó, lý thuyết phân loại hạt thi đời, nhằm hệ thống hoá loại hạt, xếp chúng theo trật tự xác định tuỳ theo chức vật lý chúng Các lý thuyết tập hợp lại hoàn thiện thành Ngày 04-07-2008 vừa qia, tin nóng hổi vừa loan từ CERN – Trung Tâm Nghiên Cứu Hạt Nhân Âu Châu – cho biết nhà khoa học tin vào đầu năm tới, 2009, họ tìm thấy “Hạt Thần Thánh” (God Particle)! hệ thống lý thuyết lơgích qn, làm sở cho toàn khoa học vật lý hạt nhân Hệ thống gọi Mơ hình Tiêu chuẩn (MHTC – Standard Model) Theo MHTC, toàn giới “hạ nguyên tử” quy 17 loại hạt Với 17 loại hạt đó, giải thích tượng vật chất vũ trụ Tuy nhiên, số 17 loại hạt đó, vật lý thực 28 Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN nghiệm quan sát 16 loại hạt, loại hạt “bặt vơ âm tín”, lý thuyết tốn học chứng minh phải tồn tại! Nếu khơng tìm Higgs Boson MHTC lung lay, thật Higgs boson khơng tồn vật lý hạt nhân sụp đổ! Đó “Higgs boson” – loại hạt mà MHTC cho cung cấp khối lượng cho vật chất, nói cách khác, loại hạt đặc trưng cho trường hấp dẫn Vì thế, gọi Higgs boson “Hạt Thần Thánh” không ngoa Đó lý để tên gọi trở nên phổ biến giới vật lý, chí nhà vật lý ưa dùng tên gọi thức nó, thân Peter Higgs khó chịu với tên này, ông người vô thần Giả thuyết tồn Higgs boson nêu lên từ năm 1960 Peter Higgs – nhà vật lý lý thuyết người Scotland – tên ông dùng để đặt tên cho loại hạt Và thế, việc săn lùng “Hạt Thần Thánh” trở thành đề tài lớn nhất, “nhọn” vật lý đại Nói cách khác, “Hạt Thần Thánh” chìa khố chủ yếu để tìm Lý thuyết Cuối (The Final Theory) vật lý, hay gọi Lý Thuyết Về thứ (Theory of Everything) – Lý thuyết kết hợp Thuyết Tương Đối Tổng Quát Einstein với Cơ Học Lượng Tử Bohr-Heisenberg, cho phép thống tất loại lực chất, giải thích tượng vật chất Peter Higgs, Giáo sư ĐH Edinburg, Người nên lên giả thuyết tồn Higgs boson Về lý thuyết, Higgs boson đóng vai trò quan trọng nhà vật lý tiếng Leon Lederman, người đoạt Giải Nobel vật lý năm 1988, gọi “Hạt Thần Thánh” (God Particle), “tóm” giấc mơ “biết ý Chúa” Albert Einstein thực hiện! Với tất ý nghĩa trọng đại đó, săn lùng “Hạt Thần Thánh” khoảng gần hai chục năm trở thành chạy đua khoa học riết nhất, khẩn trương nhất, thách thức óc siêu việt nhất, tài khắp giới Hiện có trung tâm nghiên cứu mạnh vật lý hạt nhân Mỹ, Nhật Bản Liên Minh Châu Âu Ai tìm “Hạt Thần Thánh”, người có may trở thành “Einstein kỷ 21”! Người ai? Thật vậy, ba chục năm cuối đời, Einstein dồn nỗ lực để tìm lý thuyết thống vật lý, cho phép nhìn thấy chất thống tượng vật chất vũ trụ, tức hiểu rõ “ý Chúa” Theo ông, vũ trụ thiết kế theo định luật xác định tác giả thiết kế Chúa Nhiệm vụ khoa học đọc thiết kế đó, tức “hiểu ý Chúa” Ơng nhiều lần nói khơng úp mở “I want to know God’s idea” (Tôi muốn hiểu ý Chúa) Nhưng tất phải chờ đợi việc khám phá Higgs boson! Chúng ta chưa biết người ai, biết chắn số nhà vật lý tiên phong lĩnh vực này, có phụ nữ xinh đẹp, tươi tắn, làm cho toàn giới hồi hộp theo dõi bước bà, dường bà tiến gần tới đích hết! Người Sau Lan Wu, người săn tìm Hạt Thần Thánh, liệt vào danh sách phụ nữ có đóng góp lớn vật lý kỷ 20 Là nhà vật lý người Mỹ gốc Hong-Kong, bà Giáo Sư Vật Lý Ưu Tú phong danh hiệu Enrico Fermi (Enrico Fermi Distinguished Professor of Physics) Đại Học Wisconsin Madison, Mỹ Tin tức cho hay: Sau Lan Wu đồng nghiệp nhóm vật lý bà lãnh đạo tiến sát tới việc khám phá Higgs boson! Dường xuất thấp thống dấu vết Higgs boson nhóm Sau Lan Wu đuổi theo dấu vết đó! Ngay lập tức, tồn giới nín thở hướng mắt Sau Lan Wu Mặc dù công việc ngập ngụa Mỹ bà cộng tác chặt chẽ với CERN – Trung Tâm Nghiên Cứu Hạt Nhân Âu Châu – đặt Geneve, Thụy Sĩ Chính bà có khám phá làm sửng sốt giới vật lý hạt nhân Nếu cần phải nói thật ngắn gọn để giới thiệu tài công lao Sau Lan Wu, xin nói sau: Trong số 17 hạt hạ nguyên tử MHTC, Sau Lan Wu người khám phá hạt: Hạt J, gọi Charm Quark (hạt Quark Quyến Rũ), hạt Gluon Có lẽ chừng đủ để thấy tầm vóc khoa học Sau Lan Wu lớn đến chừng Nhưng khát vọng bà khơng dừng lại Bà công vào thành luỹ cuối MHTC, báo “Going after the God Particle”[2] (Săn đuổi Hạt Thần Thánh) cho biết: việc tìm kiếm Higgs boson diễn 20 năm nay, chưa có tìm chứng để khẳng định tồn Tuy nhiên, Sau Lan Wu nhóm bà tiến gần tới đích Trong trà lời vấn tạp chí Science Daily, ngày 20-09-2000, Giáo sư Sau Lan Wu nhận định: Sau Lan Wu, người phụ nữ tiên phong săn lùng “Hạt Thần Thánh”: “Khám phá Higgs boson đánh dấu cột mốc vô quan trọng lịch sử khoa học Higgs boson có lẽ hạt quan trọng khác thường Đúng khơng có loại hạt khác Số 208 - 2008 29 KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN giống nó, khơng có tồn hiểu biết cách ứng xử vật chất lượng tầng đáy sâu vật chất bị đổ vỡ” Nhóm bà Wu người tiên phong thí nghiệm ALEPH Họ “tóm” số “ứng cử viên” Higgs boson (Higgs boson candidates) mà khối lượng vào khoảng 114 GeV, nặng gấp 122 lần so với proton “Nếu ứng cử viên chứng tỏ dấu hiệu Higgs boson cuối có tranh hoàn chỉnh hành tung vật chất lượng tầng sâu mà thâm nhập thực nghiệm”, bà Wu nói Để thám hiểm giới hạ nguyên tử, nhà khoa học phải tạo va đập hạt thông thường protons electrons quan sát thăm dò kết va đập Cơng trình nghiên cứu bà Wu thực máy gia tốc lớn mang tên LEP CERN, đặt đường hầm dài 17 dặm lòng đất Geneve, Thụy Sĩ (để tránh bị nhiễu loạn hạt từ tia vũ trụ) Lúc đầu, vấn đề phức tạp Higgs boson, CERN dự định cho LEP ngừng hoạt động để thiết kế máy gia tốc mạnh mang tên LHC (Large Hadron Collider) Nhưng dấu hiệu “ứng cử viên” Higgs boson nhóm bà Wu thu làm cho CERN thay đổi kế hoạch: Họ định kéo dài tuổi thọ LEP với hy vọng tiếp tục củng cố quan sát “ứng cử viên” Bà Wu cho biết: “Nhóm ALEPH quan sát hàng nghìn va đập CERN, có quan sát đem lại kết đầy hưng phấn, chứa đựng tất dấu hiệu đặc trưng Higgs boson Đây kết hoi sau nhiều năm săn lùng Higgs boson Mặc dù chưa có kết luận chứng nhận hấp dẫn có sức thuyết phục Việc giải thích thống kê phức tạp Làm từ đống kiện hỗn tạp nhặt kiện có ý nghĩa cơng trình khổng lồ công việc Hercules Tuy nhiên thí nghiệm chúng tơi, ứng cử viên Higgs boson co cụm lại với khối lượng vào khoảng 114 GeV, khoảng 122 lần so với proton Trong vùng này, chúng tơi dự đốn vài kiện ẩn chứa thơng tin có ý nghĩa …” ý CERN Tuy nhiên, kết mức phát thấy dấu vết “ứng cử viên” Higgs boson mà thôi, chưa đến lúc tuyên bố “tóm” Higgs boson Nói cách dễ hiểu: Nhóm bà Wu trông thấy dấu vết số “kẻ lạ mặt” bị tình nghi “thủ phạm”, chúng mang dấu hiệu “thủ phạm”, nhiên chưa đủ chứng để khẳng định “thủ phạm” Ngày nay, tồn loại trường vơ hình chấp nhận rộng rãi nhà khoa học Họ tin trường xuất khoảnh khắc vài phần nghìn giây sau Big Bang (Vụ Nổ Lớn) khai sinh vũ trụ 15 tỷ năm trước Peter McNamara, cộng Wu, nói: “Mặc dù kết lý thú, hấp dẫn thuyết phục, cần có thêm nhiều liệu tuyến bố chắn cho việc khám phá Higgs boson” Nhưng người ta tin trước sau đến lúc Higgs boson khám phá Con đường mà Sau Lan Wu đường hướng, đầy lạc quan triển vọng Cả giới dõi theo bước chân bà, đơn giản bà chinh phục niềm tin kính trọng tồn giới vật lý hạt nhân Việc khám phá Higgs boson chứng minh lý thuyết Higgs Máy giá tốc LHC CERN nhắm vào mục tiêu mô điều kiện giống thời điểm khủng khiếp ban đầu vũ trụ cách cho hạt va đập với với tốc độ gần tốc độ ánh sáng làm lộ nhiều bí mật vũ trụ Sau 13 năm, Peter Higgs có mặt Geneve để lần đến thăm CERN, trước thí nghiệm diễn vào đầu năm tới Các nhà khoa học trung Tuy nhiên, dường LEP không đủ mạnh để giúp cho nhà khoa học “tóm” “Hạt Thần Thánh” Trong năm qua, CERN lại quay để thiết kế máy gia tốc LHC Theo dự kiến, máy sớm hoàn thành vào dịp đầu năm 2009 tới, hứa hẹn đưa săn lùng “Hạt Thần Thánh” tới đích Đó nội dung tin CERN ngày 04-07-2008 vừa qua Bản tin ngày 4-07-2008 CERN: Hôm thứ hai, nhà vật lý người Anh Peter Higgs nói sớm có khả chứng minh tồn lực cung cấp khối lượng cho vũ trụ làm cho sống nẩy sinh – ơng nêu lên từ 40 năm trước Higgs nói ông tin hạt mang tên “Higgs boson”, bắt nguồn từ lực, khám phá máy gia tốc khổng lồ CERN đặt biên giới Pháp-Thụy Sĩ bắt đầu hoạt động đầy đủ vào đầu năm tới tâm hy vọng q trình thí nghiệm tới cho thấy dấu hiệu rõ ràng loại hạt số người gán cho tên “Hạt Thần Thánh”, tên làm cho Higgs khó chịu ơng người vơ thần Ơng đưa lý thuyết giải thích khối lượng biến vật chất vỡ thành thành phần nhỏ cấu tạo nên chúng – phân tử, nguyên tử quarks săn lùng “Có nhiều khả hạt lộ diện chớp nhoáng … Tơi chắn tới 90% điều xẩy ra”, Higgs nói với nhà báo Máy gia tốc khổng lồ LHC CERN đặt đường hầm dài 17 dặm vùng biên giới Pháp - Thụy Sĩ hạt thần thánh 30 Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội Những cố gắng năm 1960 nhà khoa học năm 79 tuổi – nhằm giải thích thiết Higgs boson phải tồn – không Peter Higgs, nhà vật lý làm việc Đại Học Edinburgh Scotland, nêu lên KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN giả thuyết cho vật chất khơng có khối lượng vào lúc khởi thuỷ Big Bang sau nhiều vật chất nhanh chóng tích tụ khối lượng Ông lý luận, nguyên nhân điều tồn trường bám vào hạt hạt qua trường làm cho hạt có sức nặng (khối lượng) Nếu điều khơng xẩy vật chất bay tự không gian và hành tinh khơng hình thành Higgs nói ơng hy vọng loại hạt hay lẩn tranh – mà trước máy gia tốc không đủ mạnh CERN máy gia tốc khác Viện Fermi Mỹ không phát khám phá trước ngày sinh nhật lần thứ 80 ông năm 2009 “Nếu khơng phải tơi rất bối rối”, ơng nói Nhưng ơng cho khơng thể nhìn thấy trực tiếp xuất Higgs boson computer tinh vi nhà khoa học CERN sử dụng để phân tích hàng triệu va đập LHC, “Tất xẩy nhanh xuất Higgs boson bị che lấp đống liệu thu thập được, cần phải có thời gian dài để tìm thấy nó”, Peter Higgs nói, “Có lẽ tơi phải uống sâm banh có đá để chờ đợi” Thay lời kết Nếu thí nghiệm năm tới CERN thành công, chắn tác giả việc khám phá Higgs boson đoạt Giải Nobel vật lý Cầu chúc cho Peter Higgs Sau Lan Wu chia giải thưởng đó! Khi câu chuyện không dừng lại chuyện chia giải thưởng, mà chuyển sang câu hỏi khó hơn: Nếu vật lý khám phá tất loại hạt, có nghĩa biết chất tận vũ trụ, phải vật lý khơng lý thuyết lớn để nghiên cứu nữa? Phải sau nghiên cứu ứng dụng? Nếu niềm vui hay nỗi buồn? Sơ đồ hệ thống Máy gia tốc khổng lồ LHC CERN đặt biên giới Pháp - Thụy Sĩ>> >> Phạm Việt Hưng Số 208 - 2008 31 ... tiên phong săn lùng Hạt Thần Thánh : “Khám phá Higgs boson đánh dấu cột mốc vô quan trọng lịch sử khoa học Higgs boson có lẽ hạt quan trọng khác thường Đúng khơng có loại hạt khác Số 208 - 2008... người vô thần Giả thuyết tồn Higgs boson nêu lên từ năm 1960 Peter Higgs – nhà vật lý lý thuyết người Scotland – tên ông dùng để đặt tên cho loại hạt Và thế, việc săn lùng Hạt Thần Thánh trở... khoa học “tóm” Hạt Thần Thánh Trong năm qua, CERN lại quay để thiết kế máy gia tốc LHC Theo dự kiến, máy sớm hoàn thành vào dịp đầu năm 2009 tới, hứa hẹn đưa săn lùng Hạt Thần Thánh tới đích