Chính thức bắt đầu một kỉ nguyên vật lí mới

Các nhà vật lí tại CERN ở Geneva đã thu được những va chạm proton–proton 7 TeV đầu tiên tại Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC).

Những va chạm đầu tiên xảy ra lúc 1 giờ chiều, giờ địa phương, ngày hôm qua và là năng lượng cao nhất từ trước đến nay mà người ta từng đạt tới trong một máy gia tốc hạt.

Quan trọng hơn, ngày hôm qua đã đánh dấu sự bắt đầu của chương trình vật lí LHC, chương trính sẽ kiểm tra và thẩm định Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ bản.

“Thật là một ngày trọng đại đối với một nhà vật lí hạt”, tổng giám đốc CERN Rolf-Dieter Heuer nói. “Rất nhiều người đã chờ đợi suốt một thời gian dài cho đến thời khắc này, nhưng sự nhẫn nại và sự cống hiến của họ đang bắt đầu được đền đáp”, ông bổ sung thêm.

Niềm vui của Heuer trước việc LHC cuối cùng đã cho các proton va chạm sau 18 tháng, kể từ sự cố hồi tháng 9 năm 2008, được chia sẻ bởi Fabiola Gianotti, phát ngôn viên cho thí nghiệm ATLAS. “Cảm xúc chung hiện tại là thật xúc động, Gianoti phát biểu, không lâu sau khi những va chạm đầu tiên được loan báo. “Đằng sau những thiết bị này là người con người với những cảm xúc của họ, với những mất mát của họ, với những tham vọng của họ - thế là đã kết thúc 20 năm làm việc cật lực trong cộng đồng khoa học”.

alt

Những va chạm đầu tiên ở mức 7 TeV, nhìn từ phòng điều khiển thí nghiệm ATLAS.

Tất cả detector đều hoạt động tốt

Những va chạm đầu tiên xảy ra vào giờ ăn trưa sau hai nỗ lực trước đó phải hủy đi do sai sót ở hệ thống cấp nguồn cho ống dẫn chùm hạt. Cả hai trục trặc được phát hiện ra bởi hệ thống cảnh báo sớm của LHC, chúng được lắp đặt sau sự cố hồi năm 2008 đã đánh thủng hệ thống làm lạnh helium lỏng của cỗ máy.

Tất cả các detector của CERN đều đang ghi lại những va chạm và những phản ứng ban đầu tại CERN cho biết các nhà khoa học thật ấn tượng trước cái họ đang trông thấy. “Chúng tôi hoàn toàn sẵn sàng bắt tay vào phân tử dữ liệu ngay trong ngày hôm nay vì detector của chúng tôi được canh hàng và chế tạo hoàn hảo, và chúng tôi đã lập được những kết quả có ý nghĩa trong một bài báo công bố hồi tuần rồi”, phát biểu của Pauline Gagnon thuộc chương trình cộng tác ATLAS.

Thí nghiệm ATLAS sẽ tìm kiếm, trong số những thứ khác, boson Higgs – mảnh đang còn thiếu trong Mô hình Chuẩn của vật lí hạt cơ bản có thể giải thích được làm thế nào những hạt cần đến khối lượng của chúng. Những phép đo chính xác của những hạt Mô hình Chuẩn đã biết cho thấy khối lượng của nó không có khả năng lớn hơn 186 GeV. Những tìm kiếm trực tiếp tại Máy Va chạm Electron-Positron Lớn của CERN – tiền thân của LHC – đã bác bỏ khả năng một hạt Higgs nhẹ hơn 114 GeV.

Một thí nghiệm nữa tại CERN là LHCb, sẽ cho phép các nhà khoa học người sự khác biệt giữa vật chất và phản vật chất với độ chính xác chưa có tiền lệ. Phát ngôn viên của thí nghiệm, Andrei Golutvin cho biết ông đã thật hứng thú trước những phát hiện mà ông đang thấy. “Hôm nay, chúng ta kỉ niệm sự khởi đồng của một cuộc sống mới, nơi những mô phỏng Monte Carlo được thay thế bằng dữ liệu thực”, ông nói. “Chúng ta hãy hi vọng rằng tự nhiên thật tử tế đối với mình”.

Tiến lên những mức năng lượng cao hơn

Kế hoạch của CERN là cho LHC chạy liên tục trong thời gian 18-24 tháng, với một đợt nghỉ kĩ thuật ngắn hạn vào cuối năm 2010. Các thí nghiệm sẽ chạy xuyên suốt thời gian này, với các nhà nghiên cứu đang trông đợi tích góp một “núi” dữ liệu – chừng 10 nghìn tỉ va chạm proton-proton. LHC sẽ ngừng hoạt động vào năm 2012 để chuẩn bị tiến thẳng sang những va chạm năng lượng cực đại 14 TeV.

Steve Myers, giám đốc phụ trách các máy gia tốc và công nghệ thuộc CERN, rất tin tưởng về việc đạt tới những va chạm năng lượng cao hơn. “Chúng tôi bị thuyết phục rằng, chẳng có trở ngại gì nhiều cho lắm, chúng ta có thể đạt tới 13 TeV, và tôi rất tin tưởng rằng chúng ta có thể vượt cao hơn đến 14 TeV, khoảng chừng trong năm 2013”, ông nói.

Nhìn vào thời gian dài hơn, hôm qua Heuer đã lặp lại mong muốn của ông đối với việc phòng thí nghiệm Geneva sẽ là nơi chứa thí nghiệm lớn tiếp theo trong ngành vật lí hạt cơ bản hậu LHC. “Năng lượng của cỗ máy va chạm này sẽ được xác định bởi những kết quả của LHC”, ông chủ CERN phát biểu. “Sẽ thật là tệ nếu chúng tôi không nhận được lời thử thách lần nữa”.

Theo physicsworld.com