Giải Nobel Vật-Lý Cho “Hạt Gót”

(Nobel Prize in Physics For “God Particle”)

Trần Chung Ngọc

http://sachhiem. net/TCN/TCNkh/TCNkh22.php

15-Aug-2012

 

 

Phía trái: Peter Higgs;    Phía phải: Francois Englert

Hai nhà khoa học đã chia sẻ giải thưởng $ 1.25million (£ 780,000) sau khi sự tồn tại của các hạt cơ bản đã được xác nhận tại cơ sở nghiên cứu hạt nhân châu Âu ở Geneva, Thụy Sĩ, vào năm ngoái.

Giải Nobel Vật Lý 2013 đã được trao tặng cho hai vật lý gia, Francois Englert, người Bỉ, và Peter Higgs, người Anh, về công cuộc khảo cứu đã thực hiện được sự tìm ra một hạt nhỏ bí ẩn mang tên “Higgs boson” hay “Higgs particle” cách đây 15 tháng ở Trung Tâm Nghiên Cứu  Hạt Nhân Âu Châu [CERN = Conseil Européan Pour La recherche Nucléaire) nay đổi thành Organisation européenne pour la recherche nucléaire nhưng tên quen thuộc CERN vẫn thường được dùng. CERN là trung tâm nghiên cứu chung của nhiều quốc gia để nghiên cứu các hạt nhỏ.

“Higgs boson” hay “Higgs particle” còn mang thêm một tên là “Hạt Gót” (God particle), hạt mang tên Gót chứ không phải là hạt của Gót (God’s particle),  tuy rằng sự khám phá ra “hạt Gót” đã dứt khoát bác bỏ sự hiện hữu của Gót.  Gót đây phải hiểu là Gót chung của Do Thái giáo, Hồi giáo, và các hệ phái Ki Tô giáo.   Hạt (particle), trong Vật Lý Nguyên Tử hay Vật lý Tiềm Nguyên Tử (subatomic physics) chỉ là một vật nhỏ li ti chẳng ai nhìn thấy trực tiếp được, và “hạt Gót” xuất hiện rồi bị phân hủy ngay lập tức. (The God particle decays almost instantly).  Lẽ dĩ nhiên, kết quả khám phá ra hạt Higgs chẳng liên quan gì đến Gót hay sự hiện hữu của Gót.  Nhưng từ đâu mà nó được gọi là “hạt Gót”.  Tôi sẽ nói rõ trong một phần sau.

Hình hạt Gót khi xuất hiện

Vì đâu mà mọi vật có được khối lượng ?

Các khoa học gia thắc mắc vì đâu mà mọi vật có được khối lượng, vũ trụ vận hành và đã được cấu trúc như thế nào, và họ đưa ra lý thuyết về Mô Hình Tiêu Chuẩn (Standard Model) trong ngành Vật Lý Các Hạt Nhỏ. Không đi vào chi tiết, Mô hình này phối hợp thuyết Tương Đối của Einstein và thuyết Lượng Tử.  Mô hình này cũng nghiên cứu về ba trong 4 loại lực căn bản của vũ trụ: lực mạnh, lực yếu hạt nhân và lực điện từ, không xét đến lực thứ tư là lực của trọng trường, nói nôm na là lực vạn vật hấp dẫn..

Lý thuyết căn bản về “Higgs Boson” là phần chủ yếu của thuyết Mô Hình Tiêu Chuẩn, đặt trên sự hiện hữu của một loại hạt nhỏ đặc biệt: “hạt Higgs”, nhờ có hạt này mà mọi vật, từ các ngôi sao đến các hành tinh cho đến chính chúng ta, có được khối lượng (mass).  Xuất xứ của khối lượng là từ một trường (field) có tên là Trường Brout-Englert-Higgs, tên của 3 khoa học gia đưa ra ý kiến này, thường gọi ngắn là Trường Higgs (Higgs field). 

Đây là một “cánh đồng vô hình bất tận” năng lượng, danh từ khoa học gọi là “trường năng lượng” (energy field), sinh ra khoảng một phần triệu triệu giây (10 -12 sec) đồng hồ sau vụ nổ Big Bang và tiếp tục tồn tại trong vũ trụ.  1 giây đồng hồ sau khi nổ thì vũ trụ chỉ gồm có những hạt neutrons, protons, electrons, anti-electrons, photons and neutrinos. 

Mô hình tiêu chuẩn

Hạt Higgs là một loại vi hạt có khối lượng khoảng 125 hay hơn, khối lượng của một proton, kết hợp với trường năng lượng trên và có tác dụng truyền khối lượng cho các vật di chuyển trong trường Higgs. Theo quan điểm của các khoa học gia thì nếu không có hạt Higgs với cơ chế trên thì mọi vi hạt di chuyển trong vũ trụ với vận tốc của ánh sáng mà không tương tác với nhau để lập thành những nguyên tử, phân tử, cấu trúc căn bản của mọi vật chất.

Sự hiện hữu của hạt Higgs giúp chúng ta hiểu từ đâu mà vật chất có được khối lượng.  Các khoa học gia đã tìm ra những hạt có khối lượng như proton (dương tử), electron (điện tử) v…v… và những hạt không có khối lượng, hoặc chưa đo được khối lượng, thí dụ như các photon (quang tử) hay neutrinos (hạt nhỏ li ti).  Vậy thì tại sao một loại hạt có khối lượng mà loại hạt khác lại không có.  Và các khoa học gia đã đưa ra ý tưởng về hạt Higgs.  Theo ý tưởng này thì có thể có một loại hạt với một lực làm trung gian có thể tương tác với các hạt nhỏ trong vũ trụ và có thể truyền cho các hạt nhỏ này khối lượng.  Và ngày 4 tháng 7, 2012, các khoa học gia đã tìm thấy loại hạt này, hạt Higgs. 

Hạt Higgs được khám phá ra như thế nào? 

Các Khoa học gia đã dùng một kiến trúc khoa học được chế tạo trong trung tâm thí nghiệm CERN ở Geneva.  Kiến trúc này có tên là Large Hadron Collider (LHC), đó là một kiến trúc khổng lồ gồm 8 đoạn hình cánh cung nối liền với nhau hợp thành một vòng tròn có chu vi là 27 cây số, dùng để khảo sát những hạt nhỏ nhất trong vũ trụ qua sự đụng nhau (collision) của các proton (dương tử) hay các ion.  Hadron là tên gọi chung cho một số hạt trong đó có proton, neutron và một số hạt khác.  Trong kiến trúc này có những ống làm tăng tốc độ của các tia hạt nhỏ lên tới sấp sỉ, 99.99%, vận tốc của ánh sáng, và những “phòng đụng” (Collision chambers) nơi đây những tia hạt nhỏ với vận tốc trên đụng thẳng vào  nhau. 

Các khoa học gia đã cho những tia proton với vận tốc sấp sỉ vận tốc của ánh sáng bắn thẳng vào nhau và quan sát bằng những kỹ thuật điện tử và máy điện toán xem những gì đã xẩy ra có phù hợp với sự tiên đoán một lý thuyết nào đó..  và hạt Higgs được khám phá ra từ thí nghiệm này.  Thí nghiệm này được làm liên tục ngày đêm, năm này qua năm khác, với nhiều triệu sự đụng trong một giây đồng hồ.  Các khoa học gia dùng từ bazillion, một con số nhiều không thể đếm được về những sự đụng này, thu thập dữ kiện từ đó và cuối cùng phân tích dữ kiện và đã “thấy” hạt Higgs như dự đoán.

Thật ra thí nghiệm trong máy LHC là sự lập lại một Big Bang thu nhỏ.  Bằng cách cho các tia proton với vận tốc lớn gần bằng vận tốc ánh sáng đụng thẳng vào nhau, các proton sẽ vỡ ra thành từng hạt nhỏ hơn, và hạt Gót xuất hiện trong đó, chỉ xuất hiện trong một thời gian rất ngắn trước khi bị phân hủy hoặc tổ hợp với những hạt nhỏ khác.  Theo lý thuyết về Big Bang thì một phần nhỏ của một giây đồng hồ sau vụ nổ, vũ trụ sơ khai chỉ gồm các hạt nhỏ.  Khi vũ trụ nở rộng và nhiệt độ giảm, những hạt nhỏ này hợp với nhau thành những hạt lớn hơn như proton (dương tử) và neutron (trung hòa tử).

Nhưng từ đâu mà hạt Higgs lại có tên là “hạt Gót”? 

Thực ra nó chẳng liên quan gì đến Gót cả.  Đó là vì thương vụ của nhà xuất bản, với kinh nghiệm là bất cứ sách nào có đầu đề liên quan đến Gót là bán rất chạy trong xã hội Mỹ.  Ý tưởng về sự hiện hữu của hạt Higgs đã có từ 50 năm trước, 1964.  Các khoa học gia tìm mãi mà không thấy hạt Higgs.  Năm 1993, để biểu lộ sự thất bại và bối rối này, nhà vật lý với giải Nobel, Leon Lederman, xuất bản một cuốn sách về hạt Higgs, ông đã đặt tên cho cuốn sách là: “Cái “Hạt Gót rủa”, hay “Hạt chết tiệt” (vì kiếm mãi không ra):  Nếu vũ trụ là Câu Trả Lời thì Câu Hỏi là gì?” [The Goddamn Particle: If the Universe is the Answer, What is the Question?] Nhưng vì nhà xuất bản không đồng ý với tên gọi có thể gây nên sự phật ý trong quần chúng sùng tín Ki-tô Mỹ, và thuyết phục Lederman rút ngắn “Goddamned” thành “God” để hấp dẫn đọc giả.  Cuối cùng Lederman đồng ý, và từ đó chúng ta có thêm tên “hạt Gót” cho “hạt Higgs”, 19 năm trước khi hạt Higgs được khám phá ra.  Sáu năm trước, Higgs đã không đồng ý và nói Lederman sẽ phải trả lời nhiều về đầu đề này ("Lederman has a lot to answer for," said Higgs himself, now 82, on a visit to Geneva some six years ago.)  Nhưng danh từ “hạt Gót” lại mang đến nhiều lợi ích cho quần chúng.  Vì nếu các khoa học gia chỉ tuyên bố đã tìm ra hạt Higgs thì ngoài giới khoa học chẳng có ai mấy quan tâm, nhất là đại chúng. 

Danh từ hạt God đã làm cho quần chúng, nhất là đám người mê mẩn về Gót, chỉ vì có chữ God trong đó, tưởng rằng người ta đã chứng minh được sự hiện hữu của Gót, nên đã tìm hiểu và biết đến kết quả khoa học này.  Hóa ra là “hạt Gót” chẳng dính líu gì đến Gót của họ. Và nếu có chút đầu óc thì họ sẽ mất đi quan niệm về một ông Gót bằng xương bằng thịt như trong Thánh Kinh mô tả, và có quyền thưởng phạt con người.  Nguyên cái hình về hạt Gót trên đã loại bỏ sự hiện hữu của hai cha con một ông Gót ở trên trời, chờ ngày giáng lâm để thưởng phạt nhân loại, mà Ca-tô giáo vẫn tin và đầu độc đầu óc quần chúng.  Hạt Gót đã có tác dụng mạnh trên sự giải hoặc các tôn giáo thờ Gót.

Khi được hỏi về danh từ “hạt Gót”, hầu hết các khoa học gia đều nhăn mặt. Để kết thúc, xin kể vài phản ứng của độc giả trước một bài viết của Bác sĩ Deepak Chopra có đầu đề là:  “Gót nghĩ sao về hạt Gót” (What would god think of the “god particle?”:

• Hạt Higgs boson thì hiện hữu, Gót thì không (The Higgs Boson particle exists, God doesn't)
• Xin hãy gọi hạt đó là “Hạt Higgs boson” trong tương lai.  Đừng có bôi nhọ khoa học với niềm tin vào tín điều phi lý, phi lô-gíc, mê tín (Please refer to it as the 'Higgs Boson Particle' in future. Lets not sully science with the irrational, illogical, superstitious and above all the belief in dogma.)
• Gót nghĩ sao về hạt Gót… tốt hơn là phát minh ra giấy chùi đít (what would god think of the god particle...better invent some toilet paper)
• Nay chúng ta chỉ cần chứng minh sự hiện hữu của “hạt quỷ” thì sự huyền bí của đời sống sẽ được giải thích. (now we just need to prove the existence of the Devil particle....then the mystery of life is explained!)
• Điều này nhắc nhở là tôi không bao giờ có thể đánh giá cao Giáo hội.  Mọi câu chuyện tốt đẹp đều bị hư hại bởi sự cần thiết "còn nước còn tát" để nhét Gót và Dê-su trong mọi câu chuyện đó. (Reminds me of why I never could appreciate Church. Any potential good story ruined, by the desperate need to cram God and Jesus into all of them.)

Trần Chung Ngọc

Ngày 23.10.2013

__________________

Bài liên quan:

- "Khoa học thần sầu! 10 bước dễ dàng để tìm hiểu hạt Higgs Boson" (Chris Paine/ Lý Thái lược dịch) http://sachhiem.net/KHOAHOC/SH/Suutam02.php

- "Hạt Chết Tiệt" (Trần Tiên Long) http://sachhiem.net/TTL/TranTL23.php

- Nhà khoa học Peter Higgs tuyên bố về việc khám phá thành công hạt Higgs Boson (video tiếng Anh)

- Higgs boson: Dòng thời gian theo hống kê về một hạt khó nắm bắt.

- Chúng ta đã tìm thấy hạt Higgs Boson. Vậy nó từ đâu mà ra?

- Video giải thích bằng tiếng Anh: Higgs boson là gì? Sao nó quan trọng, và tại sao gọi là "Hạt Gót" ?

 

Các bài khoa học cùng tác giả

 ▪ Charles Darwin và Thuyết Tiến Hóa - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Dẫn Nhập - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần I - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần I - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần I - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần II - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần II - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần II - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần II - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần II - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần II - Trần Chung Ngọc

▪ Con Người và Vũ Trụ - Phần II - Trần Chung Ngọc

▪ Darwin Hay Thượng Đế? Tiến Hóa Hay Sáng Tạo? - Trần Chung Ngọc

▪ Khi Giáo Hoàng Nói Về Khoa Học - Trần Chung Ngọc

▪ Nguồn Gốc Con Người - Thuyết Tiến Hóa - Trần Chung Ngọc

▪ Nguồn Gốc Vũ Trụ - Thuyết Big Bang - Trần Chung Ngọc

▪ Thiết Kế Thông Minh hay Ngu Đần - Trần Chung Ngọc

▪ BOMB LADY - Trần Chung Ngọc

▪ Chất Độc Da Cam Và Sự Vô Sỉ Của Một Số Người Việt Lưu Vong - Trần Chung Ngọc

▪ Giải Nobel Vật-Lý Cho “Hạt Gót” - Trần Chung Ngọc


▪ 1 2 ▪ >>>

Trang Khoa Học