Tìm hiểu về máy gia tốc hạt LHC pdf

Tìm 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.
Trênlý thuyết, chiếc máynày đượccho là sẽ chứng minh được sự tồn tại của
hạt Higgs, nhữngkết quả nghiên cứu từ chiếc máy này có thể chứngminh những
dự đoán từ trước cũngnhư những liênkết còn thiếu trongmô hình chuẩn, và giải
thích được nhữnghạtsơ cấp khác có được những đặc tínhnhư khối lượngnhư thế
nào.
Máygiatốchạt lớn được chế tạobởi Tổ chức nghiêncứuhạtnhânChâu Âu (CERN),
nằm bên dướimặt đất tại biên giới Pháp-Thụy Sĩ giữanúi Jura vàdãy Alpsgần
Genève,Thụy Sĩ.Dự án được cung cấp kinhphívà chế tạo với sự tham gia cộngtác
của trên támnghìn nhà vật lý của15 quốcgia cũng như hàng trămtrường đại học
và phòngthínghiệm. Những tia hạtđầu tiên được dẫn vàotrong máy ngày 10
tháng9 năm 2008,và phải chờ khoảng 6 đến8 tuầnsau đó mới có đượccác đợt va
chạmvới năng lượng cực lớnđầu tiên.
Mặcdù trên các phươngtiện truyền thông hay thậm chí tòa áncó nhiềuthắc mắc
về tính an toàn của máy LHC, các nhà khoa họcđều đồngquan điểm rằng các thí
nghiệmva chạm hạt của chiếc máy này sẽ khônggây ra nguy hiểmnào.
Liệu máy giatốc hạt lớn nhất thế giới Large HadronCollider (LHC),được cài đặt để
hoạt động vào ngày 10/9có gây ra ngàytận thế cho thế giới hay không?
Hầuhết các nhàkhoa học đều trả lời rằng "Không".Tuy nhiên,họ hi vọng
rằng vớithiết bị này, họ có thể thu được mộtsố 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 nhàvật lý

mong đợisẽ phát hiện ra đó là hiện tượng có tên
gọi là “Higgsboson,”một phân tử theo lý thuyết có
thể lý giải cách thức hình thành vật chất. Peter
Higgs, người trênảnh, đã đưa ra lý thuyết này vào
năm 1964.
Các namchâm khổnglồ đẩyprotonqua một
ống đượclàm lạnhxuống tới nhiệtđộ -271
0
C
Vì kích thước của LHCrấtlớn, nên nó có thể
tạo ra cácmức nănglượngmà từ trước đếnnay
chúng ta chưa từng thấy trongmộtthí nghiệm tại
phòng “lab”. Tại đây, một trongnhững thiếtbị cảm
biến khổng lồ đã được hạ thấp xuống đưa vào
trong phòng thí nghiệm Vật lý Hạt Châu Âu
(CERN).
Những máy dò loại này được thiếtkế 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 máytínhđặt trên toàn
thế giới.
Một số nhànghiên cứu esợ rằng LHCcó thể
sẽ tạo ra mộthố đen siêunhỏ có khả năng nuốt
Trái Đấtvào bên trong. Tuy nhiên, phòngthí
nghiệm Vật lý hạtCERN vẫn khẳng định rằngLHC
rất an toàn.
Phác họa về sự va chạm proton tươngtự
như hiệntượng xảy ra bên trong máy giatốc hạt
LHC.
Máy gia tốc hạtLarge HadronCollider(LHC)

lớn nhấtthế giới, được chôn ngầm dưới lòng đất
gần Geneva,Thụy Sĩ,có chuvi rộng27 km. Cáchạt
sẽ được tạo một gia tốclên tới 99.9999991%tốc
độ ánhsáng nhờ một máy giatốc hạt.
PeterHiggs cho biết rằng ông
có thể đã maymắn khivẫn theo đuổi
thuyết củamình cùng với sự tồn tại
của cáchạt Higgs.
Hàng nghìn nhànghiên cứu từ khắp nơi trên
thế giới đã tham gia thiết kế thí nghiệm thực hiện
dự án LHC và trongcông cuộc thiết kế LHC. Trong
dự án này, khoảng9,2 tỉ USD đầu tư đến từ các
nguồn ở châu Âu.
Rất nhiều nhà vậtlý đang hivọng rằngdự
án LHC sẽ cung cấp đượcchứng cứ xác thực của
thuyết string(stringtheory - thuyếtphần tử dạng
sợi), một giả thuyết có thể dung hòa giữaThuyết
Tương đốitổng quátvà Cơ học lượngtử.
Với nhữngmức năng lượngtạo rađược
trong các thínghiệm, cácnhà khoa học tự tin rằng
họ sẽ pháthiện ra được mộtđiều gì đó,dù cho đó
có phải là các hạt Higgs haykhông.
Một khi sự va chạm xảy ra, các bộ cảm
biến sẽ thu lại kếtquả- và các nhà khoahọc sẽ
nghiên cứu nhữngdữ liệu kết quả đó vàsẽ 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 chuvi
tới 27km,đượcchôn sâu 100mdướilòngđất tại khuvực biên giới Pháp- Thụy Sĩ.
Việckhởi độngLHC cũng gặp phải sự phản đối mạnh vì một số nhà khoa học

cho rằngcỗ máy sẽ tạo ra các “lỗ đen mini" có thể nuốt chửngcả Trái đất. Một số
người khác e ngại nó sẽ tạo ra các vật chất lạ (chỉ tồntại trênlý thuyết), biếncả
hành tinhthànhmột khối vật chất lạ, nóng bỏng.Nhà vậtlý nổitiếng người Anh,
MartinRees, ước tính khả năngLHC gây ra thảm họatoàn cầulà rất nhỏ (xác suất
là 1/50.000.000 ).
Tuy nhiên, giới khoa họcủng hộ sự rađời củaLHC và khẳngđịnh sẽ chẳng
có ngày tận thế nào cả, dù LHCcó thật sự tạo ra được các lỗ đenmini, vìlỗ đen
mini sẽ bốc hơi chỉ trong vài phầntriệu giây theo lýthuyết của bác học người Anh
StephenHawking.
Khi hoạt động,LHC bắnphá các tiahạt proton với nhau, với mức năng lượng
cao chưatừng thấy. Giáo sư Giddings cho biết,trên thực tế, từ hàng tỉ năm qua các
tia vũ trụ có năng lượng caocũng bắn phá bầu khí quyển Trái đất, tạo racác va
chạmtương tự như thí nghiệmtrong LHCnhưng tới nay Trái đất vẫnan toàn.
Giới khoahọctoàn cầuhi vọng khi bắn phá các hạtcơ bản, LHC sẽ tạo ra
được vật chấttối vô hình,loại vật chất không thể nhìn thấy,chiếm tới 96%trọng
lượng của vũ trụ. Cho tới nay,vật lý hiệnđại vẫn chưa thể giải thíchnổi 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.