Leon Lederman giải thích sự bí ẩn và nét đẹp của boson Higgs

Leon Lederman – nhà vật lí đoạt giải Nobel – mô tả một hạt giả thuyết một ngày nào đó có thể giúp giải thích cấu trúc của vũ trụ.

Việc xác nhận boson Higgs giả thuyết – thường gọi là Hạt Thần thánh – chắc chắn giành giải Nobel vật lí. Các nhà vật lí tại CERN – Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu – công bố trong tháng 12 năm 2011 rằng giải thường này có lẽ đã gần nằm trong tay rồi. Họ cho biết dữ liệu từ boson Higgs có thể giúp các nhà vật lí hi vọng một ngày nào đó giải thích cấu trúc của vật chất trong vũ trụ của chúng ta. Nhưng boson Higgs, hay Hạt Thần thánh là gì?

Boson Higgs, đôi khi gọi là Hạt Thần thánh, là gì?

Có thể chẳng có cái gì như vậy. Nhưng luận cứ đó có một nét đẹp khoa học nhất định, nếu bạn thích, và quan tâm.

Nếu hạt Higgs thật sự tồn tại, nó có thể góp phần vào kiến thức khoa học lí giải tất cả những hạt đã biết – những thứ như các nguyên tử - tồn tại với khối lượng nào đó, gọi là vật chất bình thường.

Máy dò hạt ATLAS tại CERN

Nói cách khác, mọi thứ chúng ta muốn tìm hiểu về thế giới đòi hỏi mô hình của những hạt cơ bản, và các định luật vật lí mà theo đó những hạt này thực thi công việc của chúng. Nhiều thứ về thế giới chúng ta đã biết, và hạt Higgs sẽ lắp vừa vào thế giới đó. Đó là nguyên do vì sao có khả năng hạt Higgs sẽ được tìm thấy. Nhưng đó không phải là một khả năng chắc chắn.

Tại sao việc tìm kiếm boson Higgs lại quan trọng như vậy đối với các nhà vật lí?

Nhiệm vụ của chúng ta là tìm hiểu thế giới hoạt động ra sao ở dạng thức cơ bản nhất của nó. Khi chúng ta có giả thuyết rằng mọi thứ cấu tạo từ những nguyên tử, và nguyên tử cấu tạo từ các quark và lepton, thì đó là cấu trúc cơ bản từ đó chúng ta sẽ có được kiến thức của mình về vũ trụ: nguồn gốc của nó, nó đã phát triển như thế nào, và nhất là nó sẽ già đi như thế nào.

Một lí thuyết đẹp của vũ trụ sẽ tiên đoán vũ trụ sẽ phát triển ra sao. Chính sự phát triển của vũ trụ được kêu gọi mang vào câu hỏi bức tranh lực hấp dẫn của chúng ta. Có cái gọi là lí thuyết tương đối, lí thuyết giải thích lực hấp dẫn hút đẩy lên những phần khác nhau của vũ trụ như thế nào và sinh ra, chẳng hạn, hệ mặt trời của chúng ta như thế nào.

Nói cách khác, mọi thứ chúng ta muốn tìm hiểu về thế giới là phải làm với một mô hình của những hạt cơ bản và những định luật vật lí theo đó những hạt này thực thi công việc của chúng. Quan điểm hạt Higgs, nếu được thí nghiệm chứng minh là đúng, sẽ đơn giản hóa bức tranh của chúng ta về sự hoạt động của thế giới.

Công việc của chúng ta, đưa ra một bức tranh của vũ trụ thật đơn giản, có thể viết trên một cái áo sơmi cỡ trung bình.

Ông có thể nói nhiều hơn và lí thuyết trên, và về những cái đã biết?

Chúng ta biết rằng toàn bộ vật chất – mọi thứ có xung quanh chúng ta, bàn ghế, cây cối, bầu trời, mặt trăng, các hành tinh – toàn bộ vật chất ở mọi nơi này chìm tỏng một trường giả định. Hãy gọi nó là trường Higgs. Trong sự có mặt của trường Higgs, vật chất chúng ta nói tới có thể luôn luôn bị phá vỡ thành những phân tử cấu tạo từ những nguyên tử.

Các nguyên tử được cấu tạo từ hạt nhân và bao xung quanh là những electron trong những trường orbital, cái tạo nên nguyên tử. Chúng ta có thể nói sâu hơn về hạt nhân, chúng ta đã khảo sát cấu trúc của nó, và cấu trúc của nó gồm những thứ gọi là quark.

Toàn bộ bức tranh mà chúng ta có này rất phức tạp. Khi chúng ta cố gắng đưa ra một kế hoạch xem thế giới đã được tạo ra như thế nào và chúng ta bắt đầu từ dưới lên, chúng ta bắt đầu liệt kê ra sáu loại quark khác nhau. Còn có một tập hợp gồm những hạt khác gọi là lepton. Chúng ta đang đi tới quan điểm rằng mọi thứ trong thế giới được cấu tạo từ những hạt cơ bản này.

Sự có mặt của trường Higgs giúp những hạt này lắp vừa với nhau giống như những mảnh của trò chơi ghép hình, và giải thích tại sao chúng đã phân chia ra, với những khối lượng khác nhau.

Theo EarthSky.Org

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email

Thêm ý kiến của bạn