May gia toc hat lon hua hen tuong lai tuoi sang cho nganh vat ly hinh anh 1LHC đã hoạt động trở lại sau 3 năm bảo dưỡng.

Ngày 5/7/2022, cỗ máy gia tốc hạt lớn LHC tại trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN) chính thức đi vào hoạt động lần thứ ba, sau 3 năm bảo dưỡng và nâng cấp.

“LHC sẽ biến hứa hẹn về một tương lai tươi sáng cho vật lý hạt trở thành hiện thực, thiết lập kỷ lục thế giới mới với năng lượng 13.6 tỉ electron-volt ở ngay những va chạm của các chùm tia ổn định đầu tiên” – CERN tuyên bố. Sự kiện được phát sóng trực tiếp trên các trang mạng xã hội của CERN và các kênh truyền hình vệ tinh của châu Âu.

Sau hai giai đoạn hoạt động (2009-2018),  LHC đã mang đến những bước tiến trong lĩnh vực vật lý hạt, mà cột mốc nổi bật nhất là sự kiện tìm ra “hạt của Chúa” Higgs boson – một loại hạt sơ cấp mang lực, chịu trách nhiệm đem lại khối lượng cho các hạt sơ cấp cấu thành vật chất, và cũng là mảnh ghép cuối cùng dự đoán bởi Mô Hình Chuẩn.

Lý thuyết Mô Hình Chuẩn mô tả cơ chế tương tác giữa các hạt sơ cấp và các lực cơ bản của tự nhiên. Đến nay, dù thành công trong việc dự đoán và giải thích hầu hết tất cả hiện tượng vật lý và kết quả thực nghiệm với độ chính xác cao, Mô Hình Chuẩn vẫn để ngỏ nhiều câu hỏi khó về cấu trúc của vũ trụ.

May gia toc hat lon hua hen tuong lai tuoi sang cho nganh vat ly hinh anh 2LHC được kỳ vọng sẽ tìm ra lời giải đáp cho các bí ẩn của khoa học

Do đó, LHC được kỳ vọng tìm ra lời giải đáp cho những bí ẩn của khoa học như nguồn gốc của khối lượng, giả thiết về lý thuyết thống nhất cho các lực cơ bản, nguồn gốc và cơ chế tương tác của vật chất tối và của năng lượng tối, sự chênh lệch lớn giữa vật chất và phản vật chất, cũng như trạng thái của vũ trụ tại thời điểm một phần triệu giây sau vụ nổ Big Bang.

Bên trong LHC, cỗ máy gia tốc vòng xuyến với chu vi 27 km ngầm dưới lòng đất, các chùm hạt proton (hoặc ion) được tăng tốc bởi hệ thống nam châm siêu dẫn, đạt đến gần vận tốc ánh sáng, và tạo ra hàng tỷ vụ va chạm mỗi giây.

Nhiều phức hợp máy móc và hệ thống thiết bị điện tử đóng vai trò như những camera, với cảm biến nhạy và độ phân giải cao, ghi lại thông tin từ các vụ va chạm, từ đó các nhà nghiên cứu có thể xác định được danh tính, vận tốc, khối lượng và điện tích của các hạt tạo thành, cũng như các quá trình, tương tác vật lý diễn ra.

Với năng lượng cao kỷ lục như hiện nay, số lượng các vụ va chạm có thể tăng gấp ba lần cho các chùm protons, và gấp 50 lần cho các chùm ion nặng, so với số lượng gộp từ hai lần hoạt động trước, giúp các phép đo tăng độ chính xác và phát hiện những dị thường trong kết quả thực nghiệm so với lý thuyết.

May gia toc hat lon hua hen tuong lai tuoi sang cho nganh vat ly hinh anh 3Giai đoạn 3 ghi nhận sự tham gia của hai thí nghiệm mới nhằm phát hiện các hạt với khối lượng nhẹ và tương tác cực kỳ yếu

Giai đoạn 3 ghi nhận sự tham gia của hai thí nghiệm mới nhằm phát hiện các hạt với khối lượng nhẹ và tương tác cực kỳ yếu, với mục đích tìm kiếm lý thuyết vật lý mới vượt ngoài Mô Hình Chuẩn.

“Lời giải đáp chắc chắn tồn tại, nhưng chúng tôi không biết những lời giải đáp đó là gì và nằm ở đâu. Do đó, việc tìm ra những điều hoàn toàn bất ngờ sẽ là một phần thưởng tuyệt vời cho nỗ lực không ngừng nghỉ của LHC và tập thể CERN” – Fabiola Gianotti, Tổng Giám đốc của CERN, trả lời phỏng vấn báo chí./.

Phạm Lê Hà Thu (Vietnam+)