Trò chuyện với tác giả của lí thuyết Siêu hấp dẫn

• Leah Crane (New Scientist, 10/08/2019)

Siêu hấp dẫn (supergravity) từ ý tưởng đã khai sinh ra cả nghìn lí thuyết. Nó đề xuất rằng hạt được cho là gây ra lực hấp dẫn phải có một đối hạt, và từ khái niệm này đưa đến một cách giải quyết một số bí ẩn lớn nhất trong vật lí học, từ việc thống nhất lực hấp dẫn với cơ học lượng tử cho đến giải thích các hiệu ứng vật chất tối.

Ba con người đã thiết lập lí thuyết siêu hấp dẫn – Sergio Ferrara, Daniel Z. Freedman, và Peter van Nieuwenhuizen – vừa được trao tặng Giải thưởng Đột phá Đặc biệt về Vật lí Cơ bản, trị giá 3 triệu đô la, nhằm ghi nhận công trình của họ. Tạp chí New Scientist vừa có buổi nói chuyện với Nieuwenhuizen.

Peter van Nieuwenhuizen làm việc tại Đại học Stony Brook ở New York.

Siêu hấp dẫn là gì?

Siêu hấp dẫn là một kết hợp của thuyết tương đối rộng với ý tưởng về siêu đối xứng, đó là một đối xứng giữa hai loại hạt mà chúng ta thấy trong tự nhiên, boson và fermion. Trong siêu đối xứng, mỗi boson phải có một đối hạt là một fermion và mỗi fermion phải có một đối hạt là boson. Thuyết tương đối rộng tiên đoán một hạt gọi là graviton, đó là một boson, và siêu hấp dẫn bổ sung thêm một hạt nữa gọi là gravitino, một fermion, là siêu đối hạt của nó. Gravitino có các đặc tính lượng tử mà chỉ riêng thuyết tương đối rộng thì không có.

Ý tưởng về siêu hấp dẫn phát sinh từ đâu?

Siêu hấp dẫn là một mở rộng, chứ không phải một thay thế, cho thuyết tương đối rộng của Einstein. Một bài toán nổi cộm lâu nay trong vật lí học là thống nhất cơ học lượng tử với thuyết tương đối. Điều đó xảy ra trong lí thuyết siêu hấp dẫn.

Siêu hấp dẫn có liên can gì với lí thuyết dây?

Lí thuyết dây là một mở rộng của siêu hấp dẫn trong đó các hạt sơ cấp không phải là chất điểm mà là những mẩu dây tí hon. Siêu hấp dẫn là giới hạn năng lượng thấp của lí thuyết dây, cho nên nếu lúc nào đó bạn muốn làm thí nghiệm, thì bạn phải trở lại với thế giới thực và năng lượng thấp, và đó là siêu hấp dẫn. Ngày nay, siêu hấp dẫn và lí thuyết dây là cùng một thứ.

Có những bài toán nào khác mà siêu hấp dẫn có thể giải quyết không?

Một số người suy đoán rằng vật chất tối có thể gồm những đối hạt siêu đối xứng của graviton, tức các gravitino. Nếu gravitino có thể giải được câu đố bí ẩn này về vật chất tối, thì đó sẽ là một thành tựu to lớn.

Cho đến nay chưa ai tìm thấy một đối hạt siêu đối xứng nào. Điều đó có khiến ông bực mình không?

Hi vọng của tôi là sẽ có một cỗ máy va chạm hạt lớn hơn ở Trung Quốc, và khối lượng của các hạt siêu đối xứng sẽ nằm trong phạm vi mà cỗ máy va chạm tiếp theo khám phá được. Nếu chúng ta không tìm thấy những hạt này, thì siêu đối xứng vẫn tồn tại với vai trò là một công cụ hỗ trợ những tính toán khác trong vật lí và toán học, nhưng điều quan trọng hơn đối với tôi chính là thực tại vật chất. Nếu nó [siêu hấp dẫn] chẳng phải là một lí thuyết về thực tại vật chất, thì tôi sẽ rất thất vọng.

Ông có thấy hào hứng không khi biết mình được tặng Giải thưởng Đột phá Đặc biệt? Ông có kế hoạch gì cho món tiền thưởng chưa?

Khi Edward Witten [chủ tịch ủy ban xét giải] gọi điện, tôi đã lo rằng biết đâu ổng hỏi một câu khó về siêu hấp dẫn mà tôi không trả lời được. Nhưng thay vậy, ổng nói, “Tôi vinh dự thông báo với ông rằng ông vừa đoạt Giải thưởng Đột phá 2019.” Tôi cứng họng luôn.

Tôi chưa nghĩ nhiều về những gì sắp làm với món tiền thưởng đó. Tôi đâu còn nhiều thời gian. Tôi 80 tuổi rồi, tôi vẫn đi làm, tôi vẫn dạy các khóa sinh viên mà tôi yêu quý, và đó là cuộc sống của tôi.

Nguồn: New Scientist