Khởi động máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới nhằm tìm hiểu sự hình thành của vũ trụ.

Vietsciences- Nguyễn Quang Riệu          12/09/2008

 

Những bài cùng tác giả

Người chỉ đạo dự án LHC Lyn Evans.Reuters

Người chỉ đạo dự án LHC Lyn Evans.Reuters
 

Vào sáng nay, 10/09/2008, chiếc máy gia tốc hạt mạnh nhất thế giới mang tên LHC, của tổ chức Nghiên cứu Nguyên tử châu Âu CERN đã bắt đầu khởi động. Loạt hạt proton đầu tiên đã được bắn vào hệ thống đường ống dài 27 cây số, chôn sâu 100 mét dưới mặt đất, tại trung tâm nghiên cứu nằm ở biên giới Pháp Thụy Sĩ, gần Genève
 
Mục tiêu của máy gia tốc này là nhằm tái tạo lại những điều kiện hình thành vũ trụ để tìm lời giải đáp cho rất nhiều ẩn số vẫn tồn tại đến ngày nay. Giáo sư Nguyễn Quang Riệu, thuộc Đài Thiên Văn Paris giải thích:

« Mục tiêu cuả máy gia tốc LHC là để nghiên cứu trong lĩnh vực vật lý cơ bản, đặc biệt là để tái tạo ra những điều kiện vật lý trong những khoảnh khắc đầu tiên sau khi vũ trụ vừa mới ra đời qua vụ nổ Big Bang.

Trong thời đại nguyên thủy này, còn có nhiều điều bí ẩn cần phải được giải thích. Những lý thuyết mô tả những hiện tượng trong vũ trụ nguyên thủy bằng một mô hình thống nhất các loại lực trong thiên nhiên chưa giải quyết được vấn đề tại sao những hạt cơ bản lại có khối lượng, trừ hạt ánh sáng mà ta thường gọi là photon. Nhà vật lý người Anh Peter Higgs và cộng sự đề nghị là thoạt đầu ngay sau Big Bang, vũ trụ còn cực kỳ nóng nên không có hạt cơ bản nào là có khối lượng. Sau khi vũ trụ nguội dần, một trường lực gọi là “trường Higgs” được tạo ra cùng với hạt boson Higgs tràn ngập khắp vũ trụ. Sự tương tác giữa những hạt cơ bản với hạt boson Higgs làm cho các hạt cơ bản trở nên có khối lượng và nặng lên.

Giả thuyết này rất thích hợp để giải quyết vấn đề khối lượng cuả các hạt vật chất. Nhưng tới nay chưa có nhà vật lý nào quan sát thấy tăm hơi cuả boson Higgs. Họ hy vọng là với khả năng cuả máy gia tốc LHC,  họ sẽ săn được hạt boson Higgs bí hiểm này. Những kết quả dựa trên quan sát và lý thuyết cho là 95 phần trăm vũ trụ là năng lượng và vật chất tối không nhìn thấy. Những thiên hà và những ngôi sao trong vũ trụ, cũng như tất cả những gì mà ta nhìn thấy chỉ vẻn vẹn là khoảng 5 phần trăm, một thành phần không đáng kể.

Điều kiện nào đã tạo ra một vũ trụ gần như vô hình như thế ? Vũ trụ nguyên thủy sản xuất ra vật chất và phản vật chất với số lượng gần bằng nhau. Vật chất và phản vật chất rất kỵ nhau và hủy diệt lẫn nhau. Thế nhưng trong vũ trụ hiện nay lại có toàn là vật chất mà không có phản vật chất. Các nhà vật lý đã đưa ra nhiều lý thuyết rất hấp dẫn để giải thích những hiện tượng thiên nhiên. Họ cho rằng trong vũ trụ có một loại dây cực kỳ nhỏ, nhưng có rất nhiều năng lượng khi dao động như những dây đàn. Mỗi hạt cơ bản được tạo ra tùy theo phương thức dao động cuả dây, tương tự như những nốt nhạc phản ánh độ căng của dây đàn. Nếu dây vũ trụ có thật thì các nhà vật lý có thể dùng máy gia tốc LHC phóng những hạt proton để đạt được năng lượng cao nhằm kích thích những kiểu dao động của dây để tạo ra hàng loạt những hạt cơ bản chưa từng phát hiện được trước đây.

Hiện nay đã có tin đồn là nếu máy gia tốc LHC tạo ra được lỗ đen thì có thể gây ra tai họa trên trái đất. Các chuyên gia nghĩ rằng nếu máy gia tốc tạo ra được lỗ đen thì chỉ là những lỗ đen cực kỳ nhỏ không tồn tại được vì sẽ tự hủy trong giây lát ».

RFI , Trọng Nghĩa ghi, 11/09/2008,

 
La vertigineuse descente du dernier aimant : cette opération a été répétée 1746 fois en deux ans pour descendre tous les aimants de la grande boucle du LHC. Crédits : CERN

 

 

Khởi động máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới

Ngày 10/9, máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới Large Hadron Collider (LHC) đi vào hoạt động. Các nhà khoa học hy vọng 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.
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 sẽ được tạo một gia tốc lên tới 99.9999991% tốc độ ánh sáng nhờ một máy gia tốc hạt.
 
 

 

Các nam châm khổng lồ đẩy proton qua một ống được làm lạnh xuống tới nhiệt độ -2710C..

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.
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).

Hàng 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.

Những 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.
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.
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 nghiệm Vật lý hạt CERN vẫn khẳng định rằng LHC rất an toàn.
Với 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.
Phác họa về sự va chạm proton tương tự như hiện tượng xảy ra bên trong máy gia tốc hạt LHC.
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.
 

 

 

Máy 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. 

 
  • Bùi Thành (Theo Spiegel.de và tổng hợp từ các báo) VietnamNet

 

 

 

 

            ©  http://vietsciences.free.fr  và http://vietsciences.org Nguyễn Quang Riệu