Những điều bạn sẽ muốn biết về 'Hạt của Chúa'

09:39 SA @ Thứ Sáu - 22 Tháng Mười Một, 2013
Các nhà khoa học cho biết đã tìm ra các manh mối về sự tồn tại của hạt Higgs, một dạng hạt sơ cấp dưới nguyên tử và là thành phần chính của vũ trụ.

Tại một cuộc họp báo rất được mong đợi, các nhà nghiên cứu đã công bố 2 thí nghiệm độc lập được thực hiện bởi Máy gia tốc hạt lớn - Large Hadron Collider (LHC) tại Geneva, Thụy Sĩ lộ diện những dấu hiệu về sự tồn tại của "Hạt của Chúa" - Higgs.

Trong các thí nghiệm chưa có đủ bằng chứng để xác nhận sự tồn tại của hạt Higgs, tuy nhiên các nhà khoa học cho rằng nếu nắm bắt được những hạt bí ẩn này thì đây sẽ là thành tựu lớn nhất của khoa học nhân loại trong 50 năm qua.

Hạt Higgs là gì?

Trong lý thuyết về hạt của vật lý hiện đại, người ta đưa ra những kiến thức về cấu tạo cũng như tương tác của các hạt cơ bản và các vật chất khác trong vũ trụ. Tuy nhiên nó vẫn có một khiếm khuyết là chưa giải thích được cách mà các hạt cơ bản hình thành nên khối lượng của mình.

Đến nay vẫn chưa có lý thuyết nào giải thích về khối lượng của hững hạt có cấu tạo hạ nguyên tử như electron, proton, notron là những hạt cấu tạo nên nguyên tử. Các nhà khoa học tin rằng việc khám phá và nghiên cứu hạt Higgs có thể sẽ đưa ra những manh mối giải đáp thắc mắc này.


Mô hình miêu tả hạt Higgs sau khi vỡ ra từ các va chạm của proton ở tốc độ cao trong Máy gia tốc hạt lớn.

Các nhà nghiên cứu cho biết, những loại hạt cơ bản như quark và electron là nhân tố cơ bản cấu tạo nên tất cả các vật chất của vũ trụ đã được nghiên cứu. Việc tìm hiểu về hạt Higgs sẽ giải thích được nguồn gốc hình thành khối lượng các hạt cơn bản và lấp đầy những chỗ còn khiếm khuyết trong lý thuyết vật lý hiện đại.

Hạt Higgs hoạt động như thế nào?

Hạt Higgs là một phần trong lý thuyết được đề xuất bởi nhà vật lý Peter Higgs và các đồng nghiệp của mình vào những năm 1960 để giải thích sự hình thành khối lượng của các hạt cơ bản. Với lý thuyết này, các nhà khoa học đã đề xuất một giải thuyết về sự tồn tại của một trường lực Higgs ở khắp nơi trong vũ trụ.

Trong trường lực này khi phóng to lên chúng ta có thể thấy những tương tác giữa các hạt với cụm hạt Higgs. Từ đây sẽ có những hạt ở lại xung quanh cụm hạt Higgs với số lượng khác nhau. Để dễ hiểu hơn, các bạn có thể tưởng tượng vũ trụ của chúng ta là một buổi tiệc đông người. Ở đó có những vị khách đến và đi nhanh chóng, tuy nhiên cũng có 1 lượng khách khác bị thu hút bởi 1 nhóm người nào đó (là cụm hạt Higgs) sẽ làm họ rời đi chậm hơn bình thường.

Vận tốc chuyển động của các hạt qua trường Higgs có cùng một giá trị tương đương nhau. Tuy nhiên tùy theo độ lớn của các cụm hạt Higgs mà khối lượng đạt được của các hạt cơ bản sẽ có giá trị khác nhau.

Tại sao việc tìm ra hạt Higgs lại vô cùng quan trọng?

Theo các nhà khoa học, việc nghiên cứu và làm rõ nguyên lý làm việc hạt Higgs sẽ giải đáp những thắc mắc của nhân loại về cách vũ trụ hoạt động. Quan trọng hơn nữa là nó sẽ lấp đầy những khoảng trống trong lý thuyết vật lý hiện đại còn khuyết thiếu trong suốt 50 năm qua.

Nhà vật lý Martin Archer đến từ Đại học Imperial, London phát biểu với CNN: "Hạt Higgs là mảnh ghép cuối cùng trong bức tranh mô tả sự hiểu biết của loài người về bản chất của những loại hạt cơ bản nhất trong vũ trụ. Nó không phải là tất cả và cũng không phải là sự kết thúc của khoa học, tuy nhiên nó giúp chúng ta có cái nhìn thiết thực hơn về thế giới này và giải thích được thế giới này bao gồm những gì."

Ông Gordon Kane, giám đốc Trung tâm Vật lý lý thuyết Michigan cho biết thêm, nếu có thể thu được những dấu vết về hạt Higgs thì đây sẽ là thành công vĩ đại của con người cũng như khoa học trong 4 thế kỷ qua.


Một phần bên trong Máy gia tốc hạt lớn LHC.

Nguồn gốc cái tên "Hạt của Chúa"


Cái tên phổ biến này bắt nguồn từ một tiêu đề trong cuốn sách của chủ nhân giải Nobel Vật lý Leon Lederman. Ông đã dùng cái tên này để gọi loại hạt vô cùng khó kiểm soát này. Tâm sự với mọi người, ông nói rằng cái tên này còn quá nhẹ nhàng với nó - hạt Higgs, ông muốn nó là "Hạt chết tiệt" hơn vì sự khó khăn trong việc nắm giữ được nó.

"Hạt của Chúa là cái tên tôi không thích lắm," - nhà vật lý Archer cho biết - "Thực sự là chẳng có gì liên quan đến tôn giáo ở đây cả. Điểm chung duy nhất của hạt Higgs và Chúa là sự hiện diện ở khắp mọi nơi, trong mọi không gian."

Cách mà các khoa học tìm ra hạt Higgs

Trong hơn 1 năm qua, liên tục các thí nghiệm đã được thực hiện bởi các nhà khoa học. Họ đã tiến hành tạo nên các va đập giữa các proton năng lượng cao trong máy gia tốc khổng lồ (LHC) tại Venega, Thụy Sỹ. Bên trong LHC là một đường ống khổng lồ được đặt dưới mặt đất 100m có chu vi 27km. Đây là thiết bị máy móc lớn nhất thế giới từng được chế tạo cho đến ngày hôm nay.

Khi tiến hành các thí nghiệm va chạm tốc độ cao của các hạt proton, nó sẽ vỡ ra những phần nhỏ hơn và giúp các nhà khoa học nhận ra được những dấu hiệu của hạt Higgs. Theo các nhà nghiên cứu, đến nay những gì mà họ có thể quan sát được đó là một dấu hiệu nhận biết vô cùng bé mỗi khi xảy ra va chạm.

Vì nó đến và đi rất nhanh - gần như không thể nắm bắt nổi, nên những gì mà các nhà khoa học đang nhìn thấy chỉ là những tàn tích còn lại của Higgs sau khi nó biến mất. Giờ đây họ đang ngày giảm dần khối lượng của những phần tử quan sát được sau va chạm.

Sau một năm với ngày càng tiến gần đến các dấu hiệu tồn tại của hạt Higgs các nhà khoa học đã tự tin khẳng định họ đã đi đúng con đường cần đi.



Hai nhà khoa học Peter Higgs (phải) và Francois Englert (trái) đã trở thành chủ nhân giải Nobel vật lý

Trong những năm 1960, các nhà khoa học trên là hai trong số những nhà vật lý học đã đề xuất một cơ chế giúp lý giải vì sao những khối vật chất cơ bản nhất trong vũ trụ có khối lượng.

“Giải thưởng năm nay thuộc về một thứ nhỏ bé nhưng đã tạo ra mội sự khác biệt”, ông Staffan Normark, thư ký thường trực của Viện hàn lâm khoa học hoàng gia Thụy Điển khẳng định.

Năm 1964, ông Higgs đã nảy ra một ý tưởng lớn – một cách lý giải vì sao vật chất trong vũ trụ có khối lượng. Lý thuyết của ông xoay quanh một hạt còn thiếu trong Mô hình chuẩn của vật lý, mà đến nay được gọi là Higgs boson.

Vài tuần sau đó, ông Francois Englert cũng xuất bản độc lập một lý thuyết tương tự cùng với đồng nghiệp nay đã mất là Robert Brout.

3 nhà vật lý khác là Gerald Guralnik, Tom Kibble và Carl Hagen sau đó cũng đã có những đóng góp quan trọng cho lý thuyết này, và từng công bố tìm thấy hạt Higgs boson năm 2012.

Quá trình chứng minh lý thuyết trên đã phải mất gần nửa thế kỷ, trong đó có tới 10 năm cùng công sức của hàng nghìn nhà khoa học và kỹ sư, để tạo ra một cỗ máy lớn nhất và phức tạp nhất mà loài ngoài từng cho ra đời.




Điều gì sẽ xảy ra nếu các nhà khoa học không kiểm soát được hạt Higgs?


Theo Archer và sự đồng thuận chung của các viện nghiên cứu vậy lý trên thế giới thì hạt và trường lực Higgs là có tồn tại. Tất cả mọi người đều đã có những kiến thức và điều kiện để hình thành nên định nghĩa về chúng, ít nhất là theo cách đơn giản mà chúng ta đang đề cập.

Tuy nhiên hầu như các nhà khoa học đều đang trông đợi vào sự làm việc của LHC, họ tin rằng LHC có thể khẳng hay phủ định hoàn toàn lý thuyết về hạt Higgs sau khi nó làm việc. Nếu như LHC không thể tìm thấy các hạt Higgs một cách rõ ràng thì các nhà khoa học cũng chấp nhận nó không tồn tại.

Khi đề cập đến khả năng này, Archer cũng cho rằng nếu điều đó xảy ra thì nó sẽ trở thành 1 chủ đề thú vị hơn nhiều so với Higgs. Khi đó chúng ta sẽ hiểu rằng cấu tạo cơ bản của vũ trụ sẽ không phức tạp như chúng ta vẫn nghĩ và các nhà khoa học đã sai lầm khi tấn công các lý thuyết vật lý hiện đại.
Nguồn:VTC News
LinkedInPinterestCập nhật lúc:

Nội dung liên quan

  • Siêu hình trong vật lý và tinh thần trong vật chất

    17/06/2018Hà YênTrong nhãn quan duy vật cơ giới, Vật chất là bất biến, là vĩnh cửu, là cái có trước, là cái quyết định ý thức v. .v.. dẫn tới xu hướng đề cao, tôn vinh đời sống Vật chất với bao hệ lụy của nó, thì làm một người “Quân tử nói lại” như Giáo sư Hồ Ngọc Đại, rằng Tinh thần quan trọng hơn Vật chất ,thì quả là một sự dũng cảm để vươn tới cái sáng tạo. Và cũng thật đáng để các “Quân tử nhất ngôn” suy ngẫm, cho dù vẫn biết rằng, cái “ngôn” mà buộc phải “nhất” ấy, nó có giá trị an toàn nhiều hơn là giá trị Khoa học .
  • Năng lượng vật lý và năng lượng tâm lý

    10/10/2017Quang DươngKhi đề cập vấn đề này, nhà tâm lý xã hội học Barbaba Dafoe Whitecheas đã ghi nhận: năng lượng vật lý và năng lượng tâm lý là hai dạng năng lượng thuộc hai phạm trù: vật chất và tinh thần. Chúng có quan hệ biện chứng và chuyển hóa lẫn nhau.
  • Khi vật lý gõ cửa bản thể học

    12/04/2016Nguyễn Tường BáchKhủng hoảng về vật lý hiện nay là khủng hoảng về ontology, khủng hoảng về bản thể học của thế giới chúng ta. Mặc dù đi đến cửa ngõ của triết học rồi, nhưng nền tảng, bản thể của nó là gì, đó là điều mà chúng ta chưa biết. Khi vật lý học gõ cửa trên bản thể học thì ở đó Phật giáo có thể trả lời một vài câu hỏi...
  • Mối quan hệ giữa triết học và bức tranh vật lý học về thế giới

    11/01/2015TS. Nguyễn Ngọc Thu, TS. Bùi Bá LinhMặc dù việc xây dựng bức tranh khoa học tự nhiên về thế giới là công việc của các nhà khoa học tự nhiên, nhưng bức tranh khoa học tự nhiên về thế giới không thể được xây dựng thuần túy từ các thành tựu của các ngành khoa học tự nhiên được. Bức tranh khoa học tự nhiên về thế giới là một công trình sáng tạo khoa học vượt ra ngoài khuôn khổ của bản thân khoa học tự nhiên...
  • Một quy luật phổ quát trong vật lý?

    27/10/2014Phạm Xuân YêmBài này mong giới thiệu một công trình lý thuyết cơ bản về vật lý của giáo sư Đàm Thanh Sơn ở Đại học Washington (Seatle, Mỹ) mà tạp chí Physics Today tháng 5 năm 2010 đề cập và ca ngợi trong ba bài liên tiếp, điều khá hiếm.
  • Tích hợp Vật lý & Phật học?

    12/07/2014GS.TS. Cao ChiLiệu có thể tìm một dạng học thuyết mô tả được thống nhất các hiện tượng vật lý và những hiện tượng thuộc phạm vi tâm linh. Đó sẽ là một dạng lý thuyết thống nhất lớn mà con người có thể nghĩ đến. Trong hiện trạng những vấn đề tâm linh vẫn đang ở trong trong phạm trù triết học thì lý thuyết thống nhất đó có thể là một sự tích hợp giữa vật lý và triết học.
  • Vật lý hạt và vũ trụ học - những kết quả đầu tiên của LHC

    22/07/2010Hàm ChâuGặp gỡ Blois lần thứ 22 diễn ra từ ngày 15 đến 20-7-2010 trong Lâu đài Blois, lâu đài hoàng gia xưa nằm trên đỉnh đồi giữa trung tâm đô thị cổ Blois, thành phố kết nghĩa với cố đô Huế của Việt Nam ta. GS Trần Thanh Vân, tiến sĩ khoa học vật lý, Chủ tịch Gặp gỡ Blois, có nhã ý chọn thành phố Blois cổ kính để hằng năm đều đặn mở các hội nghị quốc tế khoa học đa ngành, nhằm giúp các bạn đồng nghiệp đến từ các châu lục khác nhau có dịp vừa dự hội nghị, vừa kết hợp đi thăm một số di tích lịch sử - văn hoá nổi tiếng trong thung lũng sông Loire để từ đó có cảm nhận trực quan về nền kiến trúc cổ huy hoàng của nước Pháp.
  • Vật lý và triết học - Cuộc cách mạng trong khoa học hiện đại

    09/12/2009David Lindley*Công trình có ảnh hưởng lớn của một nhà tư tưởng quan trọng nhất thế kỷ XX, Vật lý và triết học là một diễn giải ngắn ngọn và dễ hiểu của Heisenberg về cuộc cách mạng trong vật lý hiện đại mà ông hay chính xác là các tư tưởng của ông đóng vai trò chủ đạo.
  • Một số vấn đề triết lý của vật lý hiện đại

    26/05/2009Đỗ Kiên CườngVới tư cách là triết học tự nhiên, vật lý có vai trò quan trọng trong bản thể luận và nhận thức luận. Cơ học Newton hay quyết định luận Laplace từng chi phối nhận thức và hành động của toàn nhân loại. Vật lý hiện đại cũng không nằm ngoài xu hướng đó. Dưới đây là một số nhận thức cá nhân về các vấn đề triết lý, cũng như mối quan hệ giữa vật lý hiện đại với các lĩnh vực khoa học khác.
  • Vật lý - Phật học - Vũ trụ

    07/09/2008Nguyễn Quang RiệuTrong những năm gần đây, phong trào Phật giáo được phổ biến tại nhiều nước trên thế giới, một phần là nhờ tinh thần cởi mở ít tính giáo điều của Phật giáo. Người phương Tây thường coi Phật giáo là một ngành triết học. Thiên văn học nghiên cứu sự tiến hóa của vũ trụ, sự sinh tử của những vì sao và nguồn gốc của sinh vật trên trái đất, thậm chí cả khả năng có sự sống trên những hành tinh khác. Do đó thiên văn học là một đối tượng hấp dẫn đối với các nhà Phật giáo, các nhà siêu hình học và triết học...
  • Đạo của vật lý

    10/07/2006Nguyễn Tường Bách dịchNhững tính chất lạ lùng của vật lý hiện đại đưa ngành vật lý vào thẳng cửa ngõ của triết học: nền vật lý hiện đại vừa thống nhất và lý giải nhiều khái niệm cơ bản của triết học, vừa đề ra những câu hỏi lớn của loài người mà các nhà đạo học từ xưa đã tổng kết. Và kỳ lạ thay, những phát hiện hiện nay của nềnvật lý hiện đại không khác bao nhiêu với những kết luận của các thánh nhân ngày xưa...
  • Sự phân tích của V.I.Lênin về cuộc cách mạng trong khoa học tự nhiên và nhận thức luận hiện đại trong vật lý học các hạt cơ bản

    23/06/2006GS. TS. Nguyễn Duy Quý...triển vọng nhận thức thế giới vi mô bao giờ cũng được xác định bởi mức độ nghiên cứu các chi tiết ẩn giấu sâu xa nhất của thế giới vật chất. Sự hiểu biết về cấu trúc của vật chất trong một phạm vi không - thời gian ngày càng nhỏ hẹp hơn đã và đang đòi hỏi chúng ta phải trả lời câu hỏi: Các hạt cơ bản nhất của vũ trụ là gì và các thuộc tính của chúng là gì?
  • xem toàn bộ

Nội dung khác