Một loài hạt mới mà nhà khoa học đang tìm pdf

Một loài hạt mới mà nhà
khoa học đang tìm
Mặc dù chưa tập hợp được nhiều bằng chứng thực sự thuyết phục
nhưng giới khoa học đang đứng trước cơ hội tìm thấy hạt Higgs - loại hạt
được giới vật lý đặc biệt quan tâm đến mức gọi nó là "hạt của Chúa". Hạt
Higgs có thể giúp giải thích tại sao các loại hạt khác lại có khối lượng, từ đó
hiểu đầy đủ hơn về vật chất.
Hạt Higgs là gì?
Ngay khivừa được tạo ra, hạt Higgs đã nhanhchóng phânrã.
Trongvài thập kỷ qua, giới vật lý hạtđã xây dựng được mộtmô hình lý thuyết
chuẩn, tạo nênbộ khungvề kiến thức các hạt vàlực cơ bản trong tự nhiên. Một
trong những thànhphầncơ bản của mô hìnhnày là trường lượngtử giả thiết phổ
biến, chịu trách nhiệm cungcấp khối lượng chophân tử. Trườngnày có tên gọi là
trường Higgs. Là hệ quả của đối ngẫu sóng - hạt,tất cả các trường lượng tử đềucó
một hạt cơ bản đi kèm. Hạt đi kèm với trường Higgsđược gọi là hạt Higgs, hay
Higgsboson.
Vì trường Higgs chịutrách nhiệm về khối lượng,việc các hạt cơ bản có khối lượng
được nhiều nhàvật lý coi như một dấuhiệu cho thấy sự tồntại của trường Higgs.
Giả sử hạt Higgs tồntại, chúngta cóthể suy luậnđược ra khối lượngcủa nó dựa
trên tác động mà nótạo ra đối với thuộc tính của các hạt và trườngkhác. Tuy
nhiên,việc hạt Higgs cótồn tại haykhông vẫnlà điềukhiếnnhiều người tranhcãi.
Manhmối tìm ra hạt Higgs
Gần đây, TS PeterRenton, nhà vật lý hạt thuộcĐHOxford (Anh), vừa cho côngbố
phươngpháptiếp cậnhạt Higgs của mình trên tạp chí khoa họcdanh tiếng Nature.
Ôngchobiết đã lần rađược manh mối về hạt Higgs nhờ các nhà nghiêncứu tại một
cơ sở nghiềnnguyên tử ở Thuỵ Sỹ. Nếu phát hiện củaTS Renton là chính xác, khối
lượng của loại hạt khó nắm bắtnày sẽ được xác địnhở vào khoảng115
gigaelectronvolts.
Niềm tincủa TS Rentonbắt đầu từ một tínhiệu do máy vađập positron electron
lớn (LEP) ở Geneva(Thụy Sỹ) tạora. Đếngiờ phút này, cỗ máy đã bị tháo rờira để
thaythế bằngmộtcỗ máy khác - máy va đậphadronlớn (LHC).Tuy nhiên, có 9%

khả năng làtín hiệunày được tạo ratừ "tiếng động" nền. Trước khi máy gia tốc
LEP chính thức ngừng hoạt động, các nhà vật lý học đã dùngnó để gửi electron và
positronvề các hướngđối nghịch quanhđường ống tròn có chuvi khoảng 27km.
Khi các hạt này vađập vớinhau,chúng tạo ra một nguồn năng lượng rất lớn. Bản
thân các vụ va chạm như thế quá nhỏ để phục vụ cho công tác nghiên cứu, nhưng
những hạtmớinặng hơn có thể xuất hiệnsauva chạm.
Hạt Higgs có độ bất ổn địnhrất cao, vì vậy chúngnhanh chóngphân rã khi được
tạo ra.TS Renton cho biết ông đã cónhững bằng chứnggián tiếp từ việc quan sát
hànhvi của các loại hạt khác trongmáy va đập,phù hợpvới con số 115
gigaelectronvolt-khối lượngcủa hạt Higgs.
Các nhà vật lýđã quansát 16hạt hìnhthành tất cả mọi vậtchất theo mô hình
chuẩn dànhcho hạtvà tươngtác cơ bản.Tuy nhiên, nếuchỉ nghiên cứu riêng các
hạtnày thìmô hình chuẩn tỏ ra không đúnglắm.Bởi nếu chỉ có 16 hạt trên tồn tại,
chúng sẽ không có khốilượng, ngược với những gì chúng ta biếtvề tự nhiên. Chắc
chắn phải có một loại hạt khác cung cấp khối lượngcho chúng- đấychính làhạt
Higgs, được đặt theotêncủa nhà vật lý Peter Higgs thuộc ĐH Edinburgh(Anh)khi
ông này lần đầutiên đề xướngvào năm 1960.
Đường ốngvòng trong máy giatốc LEPsử dụngcho các hạtva đập.
Theo nhóm nghiên cứu của Peter Higgs, tất cả mọi hạt lấy khối lượngcủachúng
thông qua tương tácvớimột trường phổ biến (trường Higgs), do hạt Higgs mang
theo. Tầm quan trọng củahạt Higgs trongmô hình chuẩn đã khiến chomột số nhà
vật lý học phải gọi nó là"hạt của Chúa".TS Renton hy vọng khimáy va đập hadron
lớn lắp đặtxong và đưavào vận hànhtừ năm 2007, ông sẽ pháthiện ra hạt Higgs
trong thời gianmột - hai năm.
Bắt đầu đitìm “Hạt của Chúa”
Một nam châm siêu dẫn solenoid thuộc cỗ máy gia tốc hạt LHCở Tổ chức Nghiên
cứu hạt nhân châu Âu - Ảnh: AFP
TT - Hôm qua (10-9),Tổ chức Nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN) tại Genevađã
khởi độngcỗ máy gia tốc hạt lớnnhất thế giới(LHC), một sự kiện được ví von như
cuộc săn tìm “Hạt của Chúa”.Theo tính toán, cỗ máy LHC trị giá gần4 tỉ USD sẽ tái

tạo vụ nổ BigBang, lý thuyết dùngđể lý giải sự hình thànhvũ trụ.
>> Chuẩn bị săn "hạtcơ bản của Chúa"
Saukhi khởi động, những hạt proton đầu tiên đượcbắnvào đường hầm dài 27km
nằm dưới miền đồng quê ở vùng biên giới Thụy Sĩ - Pháp. Cỗ máy LHCđược thiết
kế để bắn ra hạt proton với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng.
Các hạtprotonnày sẽ xoay chuyển vớitốc độ 11.000lần/giây quanh đường hầm
trong khoảngmột tháng trước khi vachạmvới những hạt protonđược bắn ra theo
chiềungược lại, tạo thành nhữngmảnh vỡ. Sự va chạm này sẽ sinh ra năng lượng
mà nhiều ngườilo ngại sẽ hìnhthành những“lỗ đen”siêunhỏ đe dọa đến hành
tinh.Tuy nhiên, CERNđã bác bỏ nguy cơ này. Các nhà khoahọcở CERN đang nóng
lòng chứng kiến khoảnhkhắc sauvụ nổ BigBang nhân tạo,bởi theo giả thuyết, nó
sẽ tạo ra “vật chất tối”, thậm chí tạora những chiều khônggianvà thời giankhác.
Máy giatốc hạt của CERN đượcxây dựngtừ năm 2003với kinhphí chủ yếu từ 20
nướcthànhviên châu Âu. Mỹ vàNhật cũng thamgia tài trợ với tư cách quan sát
viên. Dự án này đã thuhút sự tham gia của hàng nghìn nhà nghiên cứu ở 80 quốc
gia, trongđó có khoảng 1.200nhà khoa họcMỹ.