Các bạn đọc "Large Hadron Collider" !!! [Lưu Trữ]

Thuyduong

09-18-2008, 09:06 AM

SƠN ĐIỀN NGUYỄN VIẾT KHÁNH .
Việt Báo Thứ Năm, 9/18/2008, 12:02:00 AM

Dân Việt Nam vốn ưa trào phúng vẫn có một câu tục ngữ đầy châm biếm: "Bắc thang lên hỏi ông Trời, đem tiền cho gái có đòi được không?" Con người từ thuở xa xưa vẫn có thói quen nhìn lên trời và nghĩ ông Trời ở trên đó. Nhưng khi ta nhìn lên trời ban ngày thấy nền trời xanh có những đám mây trắng, ban đêm thấy có các vì sao lấp lánh cùng một vệt dài mầu trắng vắt ngang trời gọi là dải Ngân hà, vốn do các ngôi sao tụ lại ở xa thẳm. Sự thật ta đã nhìn vào vũ trụ bằng mắt thường. Khoa học ngày nay đã có bằng chứng cho thấy vũ trụ đang dãn nở giống như một cái bánh đang bị chiên phồng, các vì sao với các hành tinh quay xung quanh cùng các khối sao như Ngân hà vì sự dãn nở đó đang chạy rời xa nhau. Trước tình trạng đó và nhờ những viễn vọng kính tối tân, các nhà khoa học biết rằng vũ trụ nguyên thủy bắt đầu từ một vụ nổ khổng lồ gọi là Big Bang (nổ lớn). Vụ nổ đó bắt đầu từ 13.7 tỷ năm trước. Đó cũng là tuổi của cụ Vũ Trụ.
Tuần qua, giới khoa học trên thế giới nhộn nhịp với một tin mới rất hấp dẫn. Tại Thụy Sĩ gần biên giới Pháp, cơ quan C.E.R.N (Pháp ngữ viết tắt có nghĩa là Trung tâm Âu châu Khảo cứu Hạt nhân), sau nhiều năm xây dựng với sự đóng góp tiền bạc và kỹ thuật của nhiều nước nhất là Mỹ, đã hoàn thành một "máy đập hạt" (collider) khổng lồ, trị giá 3.8 tỷ đô-la. Gọi là đập hạt cho dễ hiểu, sự thật đây là một bộ máy dùng sức mạnh điện từ đẩy cho các vi hạt trong nguyên tử chạy thật nhanh trong một ống dẫn như ống cống đặt thành hình vòng tròn. Máy này không phải là một phát minh mới lạ, vì đã có từ hàng chục năm trước. Ở Mỹ từ lâu đã có một máy đập hạt vào cỡ mạnh nhất thế giới ở Đại học Stanford, California. Nhưng bây giờ máy đập hạt của Âu châu có đường cống vòng tròn lớn nhất thế giới, chu vi dài 17 dậm (27 cây số), do đó nó đẩy vi hạt chạy nhanh chưa từng có, đến 99.9% tốc độ ánh sáng (186,000 dậm một giây đồng hồ). Như vậy nhờ máy này, trong mỗi tíc-tắc các vi hạt chạy được 11,000 vòng trong cái ống cống vòng tròn dài 27 cây số. Cho vi hạt chạy với tốc độ khủng khiếp như vậy để làm gì vậy?

Các nhà khoa học muốn hỏi cụ Vũ Trụ tại sao có Cụ, nghĩa là cái gì đã gây ra Big Bang, trước khi có Big Bang có cái gì, nhất là tìm hiểu xem chỉ có một Big Bang hay nhiều Big Bang, tức là câu hỏi tò mò nhất: Ngoài vũ trụ của chúng ta ở còn có vũ trụ nào khác không? Nếu có, các vũ trụ khác ở đâu, liệu có chồng chập lên vũ trụ của chúng ta hay không? Nhưng làm thế nào hỏi được cụ Vũ Trụ? Cái máy đập hạt siêu đẳng vừa hoàn thành là cái thang bắc lên trời vậy. Trước hết cũng nên tìm hiểu xem thế nào là hạt, thế nào là vi hạt. Mọi vật chúng ta thấy trong thế giới hữu hình này, từ sinh vật, thảo vật, núi non, nước sông biển v.v. đều do các nguyên tử tạo thành. Hạt nguyên tử rất nhỏ, vũ trụ rất lớn, không thể đo bằng thước bình thường mà phải dùng ký hiệu toán số mũ mới viết ra nổi. Các em học sinh cấp Cao trung ngày nay đều biết phép toán này.

Nhưng ở đây chúng tôi chỉ dùng cách so sánh thông thường cho dễ hiểu. Trong cuộc sống hàng ngày chúng ta đã quen thuộc với một milimét, tức một phần ngàn của mét. Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử khinh khí, phải có 20 triệu nguyên tử khinh khí xếp hàng mới bằng được chiều dài một milimét. Nhưng nguyên tử là một trái cầu gần như rỗng không, vỏ ngoài là những điện tử bay xung quanh như đám mây. Bên trong cái vỏ đó là nhân nhỏ xíu của nguyên tử, ta gọi là "hạt nhân", bao nhiêu sức nặng và năng lượng của nguyên tử nằm trong cái nhân này. Nhưng nhỏ hơn nữa lại có những "vi hạt" ghép lại thành hạt nhân. Trong các vi hạt có loại vi hạt mang dương điện gọi là "proton". Đây chính là vi hạt mà các nhà khoa học muốn đập bể nó ra để tìm câu trả lời về nguồn gốc của vũ trụ.

Trong máy đập hạt, trước hết các nhà khoa học cho vào máy một lớp hàng ngàn triệu "proton" chạy nhanh gần đến tốc độ của ánh sáng theo chiều quay của kim đồng hồ trong ống cống khép tròn, liền sau đó lại cho một lớp khác cũng hàng ngàn triệu "proton" vào máy nhưng chạy ngược lại chiều quay của kim đồng hồ. Nên nhớ sức đập nặng hay nhẹ của một vật là tùy theo tốc độ của nó. Vật càng chạy nhanh sức đập càng mạnh. "Proton" chạy nhanh gần bằng tốc độ ánh sáng là nhanh nhất trên thế gian này. Vậy mà các nhà khoa học vẫn chưa cho là đủ, nên cho hai đám "proton" chạy ngược chiều đập vào nhau, sức mạnh tăng gấp đôi, rút cuộc "proton" sẽ để lộ bí mật của nó. Vụ nổ Big Bang bắt đầu từ một lỗ đen nhỏ hơn một nguyên tử và chưa đầy một giây sau, có hiện tượng nở phồng lên (inflation) rất mau và rất mạnh. Con người tính tuổi vũ trụ bắt đầu từ lúc này. Đây gọi là thời kỳ tối trong 400,000 năm mới có vật chất, nhưng mãi đến 200 triệu năm sau khi vật chất tụ lại thành các ngôi sao, vũ trụ mới có ánh sáng.

Từ đó cho đến 11 tỷ năm sau, lúc vũ trụ đã nở rộng, các vì sao mới quy tụ lại được thành các dải Thiên hà (galaxies). Mặt Trời và Trái Đất cũng ở trong một thiên hà mà chúng ta gọi là Ngân hà (The Milky Way). "Proton" là một vi hạt vật chất đầu tiên nẩy nở trong vũ trụ sau vụ nổ Big Bang. Bởi vậy khi đập bể nó ra, các nhà khoa học sẽ đóng vai thám tử với các máy móc hiện đại vi diệu nhất, soi tìm các mảnh vụn tàn dư của những đống "proton" nát bấy, đo lường và khảo sát tang vật còn sót lại ở hiện trường, để tìm manh mối thủ phạm gây ra vụ nổ Big Bang, tìm hiểu xem trước khi nổ có cái gì? Từ đó các thám tử khoa học còn hy vọng giải quyết hai sự bí mật khổng lồ ngay trong lúc này đang nằm chình ình trong vũ trụ của chúng ta.

Đó là vật chất tối và năng lượng tối. Các nhà khoa học đã biết có hai sự bí mật này từ 75 năm trước. Nhòm vào vũ trụ họ không nhìn thấy chất tối, nhưng biết có nó nhờ đo lường được sức hút của nó đối với các thiên hà khác. Còn năng lượng "âm" là sức đẩy, trái với năng lượng "dương" là sức hút. Điều thê thảm cho chúng ta là những vì sao, những dải thiên hà nhìn thấy qua các máy móc hiện đại chỉ chiếm có 4% khối lượng của vũ trụ, còn 96% là vật chất tối và năng lượng tối. Bây giờ sau khi đập bể nát vi hạt "proton", liệu các nhà khoa học có tìm ra manh mối hai sự bí mật này không? Hãy chờ xem, vì cuộc thử nghiệm tuần trước chỉ là thử máy xem các vi hạt "proton" chạy một chiều như thế nào trong máy và đã thành công khi nhìn thấy hình ảnh các vệt sáng hiện ra trên màn hình các máy computer. Ít nhất còn phải chờ thêm vài tháng nữa, khi lắp ráp xong toàn bộ các máy móc phụ thuộc, cuộc đập hạt lịch sử của nhân loại mới có thể bắt đầu.

SƠN ĐIỀN NGUYỄN VIẾT KHÁNH
(http://www.vietbao.com)

http://hoiquanphidung.com/pics/duong-ham-lhc.jpg
(Ảnh nguồn CERN)