Vào tháng 7 năm ngoái, các nhà vật lý của Tổ chức Nghiên cứu Nguyên tử châu Âu (CERN) thông báo họ đã tìm được một loại hạt có đặc tính giống hạt Higgs, loại hạt tạo ra khối lượng cho vật chất trong vũ trụ, nhờ cỗ máy gia tốc hạt lớn (LHC). Họ vẫn tiếp tục thu thập thêm dữ liệu để chứng minh hạt mới chính là hạt Higgs.

Việc chứng minh loại hạt mới là hạt Higgs chẳng những giúp giới khoa học tìm ra cách giải thích khối lượng của vật chất, mà còn cho phép họ đưa ra những tính toán mới về vũ trụ. Chẳng hạn, khối lượng của hạt mới tương đương khoảng 126 lần khối lượng hạt proton - một con số vừa đủ để gây nên trạng thái bất ổn trong vũ trụ.

Trong hội nghị thường niên của Hiệp hội Khoa học Cao cấp Mỹ vào ngày 18/2, ông Joseph Lykken, một nhà vật lý lý thuyết của Phòng thí nghiệm Máy gia tốc quốc gia Fermi (Fermilab) tại Mỹ, tuyên bố rằng hạt Higgs là điềm báo xấu về số phận của vũ trụ, Livescience đưa tin.

"Theo tính toán của chúng tôi, vũ trụ luôn ở trong trạng thái bất ổn. Do không ổn định nên sau vài tỷ năm nữa, vũ trụ sẽ diệt vong", Lykken nói.

Giới khoa học cho rằng hạt Higgs hiện diện ở mọi nơi. Vì thế nó tác động tới khoảng trống không-thời gian (gồm ba chiều không gian và một chiều thời gian) trong vũ trụ.

"Khối lượng hạt Higgs liên quan tới mức độ ổn định của khoảng trống ấy. Nếu khối lượng của hạt Higgs chỉ tăng hoặc giảm một chút, vũ trụ sẽ không diệt vong", Christopher Hill, một nhà vật lý lý thuyết của Fermilab, giải thích.

Minh Long

Ngày 4/7, Tổ chức Nghiên cứu Nguyên tử châu Âu (CERN), công bố bằng chứng về sự tồn tại của một hạt có đặc điểm giống hạt Higgs - mục tiêu săn lùng của khoảng 5.000 nhà khoa học trong suốt 45 năm qua. Hai ngày sau, giáo sư Peter Higgs tham gia một buổi phỏng vấn trước các nhà báo tại Đại học Edinburgh - nơi ông từng công bố giả thuyết về "hạt của Chúa", Telegraph đưa tin.

Lý thuyết của Higgs đã giúp các nhà vật lý tìm ra loại hạt hạ nguyên tử có những đặc điểm giống hạt Higgs. Sau một khoảng thời gian nữa, rất có thể các nhà vật lý của CERN sẽ chứng minh được hạt mới chính là “hạt của Chúa”.

Theo Higgs, nếu coi vũ trụ bao la là một tòa nhà thì hạt Higgs chính là những viên gạch tạo nên tòa nhà ấy. Theo Higgs, “hạt của Chúa” chỉ tồn tại trong một phần triệu tỷ tỷ giây. Vì thế phát hiện nó là một trong những việc khó nhất trên đời.

Vị giáo sư 83 tuổi nói rằng thời gian tồn tại của hạt quá ngắn nên ông không thể đoán con người sẽ làm gì với nó.

“Nó chỉ tồn tại trong khoảng một phần triệu tỷ tỷ giây. Tôi không biết các bạn có thể tìm ra ứng dụng hữu ích nào đó đối với nó”, ông nói.

Higgs nói nhiều hạt cơ bản khác tồn tại lâu hơn “hạt của Chúa”, song biến chúng thành ứng dụng thực tế vẫn là thách thức lớn. “Tôi không biết người ta có thể tạo ra ứng dụng từ những thứ có vòng đời siêu ngắn bằng cách nào”, ông thừa nhận.

Song Alan Walker, một nhà nghiên cứu về vật lý và thiên văn của Đại học Edinburgh, dự đoán những ứng dụng thiết thực liên quan tới hạt Higgs sẽ ra đời. Theo Walker, khi giới khoa học phát hiện ra electron (điện tử), nhiều người cũng từng lo ngại rằng chúng sẽ chẳng mang lại lợi ích nào.

Richard Kenway, trưởng khoa Vật lý và Thiên văn của Đại học Edinburgh, nói rằng chúng ta có thể ví hạt Higgs như mảnh cuối trong trò chơi ghép hình để con người có thể hiểu các hạt cơ bản, song hạt Higgs chỉ chiếm khoảng 4% thành phần vũ trụ.

Hạt Higgs giúp loài người giải thích tại sao các hạt cơ bản (như quark, lepton, boson) có khối lượng – một đặc tính cho phép chúng liên kết với nhau nhờ lực hấp dẫn để tạo nên các ngôi sao, hành tinh, nước, đá, khí. Nếu các hạt cơ bản không có khối lượng, chúng sẽ chuyển động hỗn độn trong vũ trụ với vận tốc ánh sáng và chẳng tạo nên bất kỳ dạng vật chất nào. Trong trường hợp đó vũ trụ sẽ là một khối hỗn loạn giống như bát súp.

Suốt 48 năm qua, giáo sư Higgs luôn tin rằng một ngày nào đó các nhà khoa học sẽ chứng minh được sự tồn tại của hạt Higgs. Mặc dù vậy, ban đầu ông không nghĩ rằng các đồng nghiệp sẽ tìm ra hạt Higgs khi ông còn sống.

Minh Long

Vào một ngày đẹp trời, bạn bước lên bàn cân để kiểm tra khối lượng cơ thể. Kim của bàn cân nhích tới số 60. Con số đó chính là lực hấp dẫn mà trái đất tác động lên cơ thể bạn. Lúc ấy, rất có thể bạn sẽ đặt câu hỏi: Tại sao mọi sự vật có khối lượng nhưng ánh sáng không có? Cái gì khiến cơ thể bạn có khối lượng?

AP cho biết, trong nhiều năm qua, giới khoa học dựa vào giả thuyết về một loại hạt để giải thích khối lượng của mọi vật trong vũ trụ. Đó là hạt Higgs. Leon Lederman, một nhà nghiên cứu từng đoạt giải Nobel Vật lý, gọi hạt Higgs là "hạt của Chúa". Ngày nay "hạt của Chúa" là thuật ngữ được sử dụng khá phổ biến.

Peter Higgs, một nhà vật lý người Anh, là người đầu tiên đưa ra giả thuyết về sự tồn tại của hạt Higgs trong thập niên 60 của thế kỷ trước. Nó là mảnh ghép còn thiếu trong Mô hình chuẩn – một trong những giả thuyết vật lý được chấp nhận rộng rãi nhất trong việc giải thích mọi hiện tượng trong vũ trụ. Tuy là lý thuyết thành công, Mô hình chuẩn không giải thích được hiện tượng một số loại hạt (như photon) không có khối lượng, trong khi các loại hạt khác có khối lượng với mức độ không giống nhau. Nếu mọi hạt không có khối lượng, chúng sẽ di chuyển trong vũ trụ với tốc độ của ánh sáng và không thể liên kết với nhau để tạo nên khí, nước, hành tinh, ngôi sao và các dạng vật chất khác.

Giới khoa học tin vào sự tồn tại của hạt Higgs trong hơn 4 thập kỷ qua, song họ chưa bao giờ tìm thấy bằng chứng thực nghiệm về nó. Để tìm ra bằng chứng, người ta phải đập vỡ các hạt cơ bản (như proton) rồi tìm kiếm hạt Higgs trong đống mảnh vỡ ấy. Các hạt cơ bản chỉ vỡ nếu chúng va vào nhau với vận tốc cực lớn. Chỉ những cỗ máy gia tốc khổng lồ mới có khả năng tạo ra lượng năng lượng đủ lớn để gây va chạm mạnh giữa các hạt. Tổ chức Nghiên cứu Nguyên tử châu Âu (CERN) và Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia Fermi (Fermilab) tại Mỹ đã tạo ra những cỗ máy như vậy. Nhưng hạt Higgs chỉ tồn tại trong thời gian cực ngắn. Vì thế, để chứng minh sự tồn tại của chúng, các nhà vật lý chỉ có thể dựa vào những dấu vết mà chúng để lại sau mỗi vụ va chạm giữa các hạt cơ bản. Các nhà vật lý của CERN và Fermilab đã thực hiện hàng nghìn tỷ vụ va chạm giữa các hạt để thu thập dữ liệu trong hơn 10 năm qua.

Nếu các nhà vật lý chứng minh được sự tồn tại của hạt Higgs, họ cũng sẽ đập tan những luận điệu hoài nghi về sự tồn tại của vật chất tối - thứ có thể chiếm tới 3/4 thành phần vũ trụ. Nhưng hạt Higgs không chỉ có ý nghĩa đối với vũ trụ xa xôi, mà còn mang đến nhiều lợi ích cho cuộc sống trên địa cầu.

"Với hạt Higgs, loài người sẽ có thêm một nguồn năng lượng mới và dồi dào. Ngoài ra hạt Higgs còn có thể giúp con người tạo nên những thành tựu công nghệ đột phá trong giao thông và viễn thông", Michio Kaku, một nhà vật lý của Đại học City tại Mỹ, phát biểu.

Hôm qua giới truyền thông đưa tin CERN đã mời Peter Higgs và 4 nhà vật lý hàng đầu thế giới tham dự một cuộc họp của họ tại thành phố Geneva, Thụy Sĩ. Động thái này khiến giới quan sát hy vọng CERN sẽ công bố bằng chứng xác thực về sự tồn tại của hạt Higgs.

Các nhà vật lý hạt luôn giữ thái độ vô cùng cẩn trọng đối với mọi phát hiện, mặc dù họ khẳng định xác suất nhầm lẫn về mặt số liệu chỉ là 1/1,7 triệu. Do quá trình tìm kiếm hạt Higgs diễn ra ở cả Mỹ và châu Âu nên xác suất này giảm xuống còn 1/16.000. Tuy nhiên, cách thức kết hợp dữ liệu của hai nhóm nghiên cứu đang là vấn đề mà dư luận quan tâm.

"Kết hợp dữ liệu từ hai thử nghiệm về hạt là công việc phức tạp. Đó là nguyên nhân khiến nó tiêu tốn nhiều thời gian và cũng là lý do khiến chúng tôi không công bố kết quả kết hợp dữ liệu của CERN và Fermilab hôm 4/7", James Gillies, người phát ngôn của CERN, tuyên bố.

Minh Long