Sau 180 ngày chạy liên tục và bốn trăm nghìn tỉ (4.1014) va chạm proton-proton, lịch chạy proton năm 2011 của LHC đã kết thúc lúc 5.15 chiều tối hôm 30/10 (giờ địa phương). Trong năm chạy thứ hai, đội LHC phần lớn đã vượt qua những mục tiêu hoạt động của mình, liên tục tăng tốc độ LHC phân phối dữ liệu cho các thí nghiệm.
Lúc bắt đầu năm hoạt động, mục tiêu cho LHC là phân phối một lượng dữ liệu đã biết cho các nhà vật lí là một nghịch đảo femtobarn trong đợt chạy năm 2011. Một nghịch đảo femtobarn đầu tiên đã hoàn thành vào ngày 17 tháng 6, vừa kịp tiến độ thí nghiệm cho các kì hội nghị vật lí lớn trong mùa hè và mục tiêu dữ liệu năm 2011 được sửa lại là năm nghịch đảo femtobarn. Cột mốc đó đã được vượt qua vào hôm 18 tháng 10, với tổng cả năm là gần sáu nghịch đảo femtobarn phân phối cho từng thí nghiệm trong hai thí nghiệm đa mục đích ATLAS và CMS.
“Vào cuối năm chạy proton này, LHC đang đạt tới tốc độ chóng mặt”, phát biểu của giám đốc máy gia tốc và công nghệ của CERN, Steve Myers. “Để so sánh, tốc độ sản sinh dữ liệu hiện nay cao gấp bốn triệu lần lần chạy đầu tiên vào năm 2010 và cao gấp 30 lần lúc bắt đầu năm 2011”.
Màn hình điều khiển LHC hiển thị kết xuất của những chùm cuối cùng trong đợt chạy proton năm 2011 của LHC. Ảnh bên phải thể hiện tiết diện của chùm hạt ngay trước khi nó ngừng hoạt động. Ảnh: CERN
Kết quả nổi bật từ lần chạy proton của năm nay là thu hẹp không gian cho boson Higgs vẫn săn tìm lâu nay và các hạt siêu đối xứng ẩn náu, đưa Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ bản qua những phép kiểm tra ngày một ‘nhừ tử’, và cải thiện kiến thức của chúng ta về vũ trụ thời hồng hoang.
“Thật là một năm xuất sắc và hào hứng cho toàn thể cộng đồng khoa học LHC, đặc biệt là cho sinh viên và nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ từ khắp nơi trên thế giới đổ đến. Chúng tôi đã thực hiện vô số phép đo của Mô hình Chuẩn và đã bước chân vào những địa hạt mới chưa từng được khai phá trong cuộc tìm kiếm nền vật lí mới. Đặc biệt, chúng tôi đã ràng buộc hạt Higgs đến đầu nhẹ của ngưỡng khối lượng có thể có của nó, nếu rốt cuộc nó có tồn tại”, phát biểu của phát ngôn viên ATLAS Fabiola Gianotti. “Đây là nơi cả dữ liệu lí thuyết lẫn thực nghiệm đều trông chờ nó, nhưng đó là ngưỡng khối lượng khó nghiên cứu nhất”.
“Nhìn lại cả năm sôi nổi vừa qua, tôi có ấn tượng như đang sống trong một giấc mơ”, phát biểu của phát ngôn viên CMS Guido Tonelli. “Chúng tôi đã sáng tạo ra hàng chục phép đo mới và đã ràng buộc đáng kể đối với không gian sẵn có cho các mô hình của nền vật lí mới và đón chờ cái tốt nhất sắp tới. Như chúng tôi đã nói, hàng trăm nhà khoa học trẻ vẫn đang phân tích lượng dữ liệu khổng lồ thu thập cho đến nay; chúng tôi sẽ sớm có những kết quả mới và, có lẽ, sẽ nói lên được cái gì đó quan trọng về Boson Higgs Mô hình Chuẩn”.
“Chúng tôi đã nhận từ LHC lượng dữ liệu mà chúng tôi đã từng mơ đến lúc đầu năm và các kết quả của chúng tôi đang đưa Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ bản qua một bài kiểm tra rất chặt chẽ”, phát ngôn viên LHCb Pierluigi Campana nói. “Cho đến nay, kết quả đã xuất hiện thật mĩ mãn, nhưng nhờ hiệu quả to lớn của LHC, chúng tôi đang đạt tới những mức độ nhạy mà chúng tôi có thể nhìn vượt xa khỏi Mô hình Chuẩn nữa. Các nhà nghiên cứu, nhất là những nhà khoa học trẻ, đang trải qua sự hào hứng tuyệt vời, họ đang hướng tới nền vật lí mới”.
Trong những ngày và những tuần sắp tới, các thí nghiệm LHC sẽ phân tích toàn bộ dữ liệu năm 2011 để dấn thân sâu hơn vào nền vật lí mới. Tuy nhiên, trong khi nền vật lí mới rất có khả năng xuất hiện, nhưng đồng thời cũng có khả năng tương đương là sẽ phải cần đến toàn bộ 10 nghịch đảo femtobarn như dự kiến ban đầu cho năm 2011 và 2012.
Như hồi năm 2010, LHC hiện đang chuẩn bị cho bốn tuần chạy ion chì, nhưng trong một phát triển mới của năm nay, cỗ máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới cũng sẽ cố gắng chứng minh rằng nó cũng có thể cho va chạm proton với ion chì. Nếu như thành công, những phép kiểm tra này sẽ đưa đến một hướng hoạt động mới cho LHC, sử dụng proton để khảo sát cấu trúc bên trong của những ion chì vốn nặng hơn nhiều.
Phép kiểm tra này quan trọng đối với chương trình ion chì, mục tiêu của nó là nghiên cứu plasma quark-gluon, món súp nguyên thủy gồm những hạt đã phát triển thành vật chất bình thường của vũ trụ nhìn thấy của chúng ta ngày nay.
“Việc cho các ion chì lao vào nhau cho phép chúng ta tạo ra và nghiên cứu những mẩu nhỏ xíu của món súp nguyên thủy đó”, phát ngôn viên ALICE Paolo Giubellino nói, “nhưng như mọi cuốn sách dạy nấu ăn đã nói, để hiểu rõ một công thức chế biến, cái thiết yếu là tìm hiểu các thành phần, trong trong trường hợp plasma quark-gluon, đây là cái mà những va chạm proton-ion chì mang lại”.
Nguồn: CERN
