26/3/2015
Cố gắng theo dõi tiến bộ ở
ngành vật lý học ngày nay:
Máy gia tốc hạt tử - particle accelerator uy vũ nhất thế giới, Máy Đụng Chạm lớn - Large Hadron Collider, LHC đã giúp ngành vật lý học đứng thẳng dậy nhờ khám phá ra, năm 2012, hạt tử Higgs boson , tìm kiếm đã lâu ngày. Nhưng nó chỉ mới họat động có phân nữa sức lực. Kể từ lúc đó, LHC đã được nâng cấp khối lượng và mùa xuân này LHC sẽ leo thêm dốc, chạy lần thứ hai gần tòan sức lực máy. Trong vòng 3 năm tới, 12 000 nhà khoa học ( bao nhiêu người nguồn gốc Việt Nam ? ) sẽ dùng LHC để thám hiểm những câu hỏi sâu đậm nhất và kỳ quái nhất về vật lý học hạt tử. Ai nấy đều chờ mong họ sẽ tìm ra những hạt tử mới, lực mới và ngay cả những chiều - dimensions mới. LHC làm gì đây ? :
1- Gia tốc
Máy đụng chạm này chiếm một đường hầm vòng tròn gần 17 dặm Anh ( 31,3 km ). Hai luồng protons du hành quanh vòng theo những chiều đối nghịch nhau , chạy xuyên qua ống được giữ chân không - vacuum rất cao và các nam châm - magnets làm lạnh xuống hơn hẳn nhiệt độ ngọai không gian- outer space. Di chuyễn theo gần tới tốc độ ánh sáng, các protons chạy 11 245 vòng một giây đồng hồ.
2- Đụng độ
Các luồng xuyên qua 4 máy dò - detectors chánh, nơi đây các hạt tử đụng chạm 800 triệu lần một giây. Trong vụ chạy máy sắp tới, những đụng chạm này sẽ sản xuất ra 13 tera ( tera la một triệu triệu ) electron volts . Đó là 13 lần năng lượng một con muổi đang chuyễn động , nhưng ép -vắt lại ở một không gian một ngàn tỉ - a trillion lần nhỏ hơn, một tỉ trọng tương tự các lúc sau Tiếng Nổ Vang - Big Bang.
3- Tạo ra
Như Einstein đặt ra lý thuyết E = mc2 , năng lượng có thể chuyễn hóa qua thành khối lượng - mass ( và ngược lại ) . Cho nên năng lượng của 2 protons đụng chạm nhau , có thể phối hợp và chuyễn hóa thành những hạt tử mới to lớn, gồm top quark đầu hạng - một hạt tử phụ nguyên tử - subatomic particle chưa từng quan sát . Vì chúng không ổn định , những hạt tử này mau lẹ suy tàn - decay , thành một số hạt tử mới.
4 - Tìm dò ( kiếm )
Khi những hạt tử thứ cấp này bay xa khỏi nơi đụng chạm, các máy dò - detectors đo lường các đặc tính chúng - gồm cả các vị trí trên không gian, năng lượng, quán tinh- động năng - momentum, khối lượng và điện tích, sạc - charge. Các nhà vật lý học dùng thông tin này đễ suy diễn ra cá tính - nét đồng nhất của các hạt tử tạo ra lúc đụng độ và tẩy sạch dữ liệu cho các dạng dị thường có thể chỉ dẫn biết một điều gì hòan tòan mới .
Ở hình máy dò ATLAS đính kèm “ Với thể tích 28 750 m3 , ATLAS là máy dò thể tích hạt tử lớn nhất tạo dựng ra từ trước đến nay, và nó được họa kiểu ra để thực hiện một lọat thí nghiệm rộng lớn nhất . Khi các hạt tử đụng chạm, 4 thành phần ghi chép các thành quả: phần bên trong máy dò đo lường động năng; các nhiệt lượng kế - calorimeters đo năng lượng; quang phổ kế muon spectrography theo dấu muon ( một phó sản của đụng độ ) ; và một hệ thống nam châm magnet bẻ cong các hạt tử tích điện . Vì lẽ tỉ xuất dữ liệu tương đương 50 tỉ cú gọi điện thọai cùng một lúc, nó cũng có những hệ thống để quyết định dữ liệu nào sẽ được ghi chép hay bỏ quên đi . Hình 2 cho biết vị trí của ATLAS , các vòng gia tốc hạt tử, các máy dò ...
( phỏng theo Khoa học Phổ thông tháng 4- 2015: Irvine, Ca Li ngày 20/ 3 /2015 )
