- BOSON HIGGS. - Ngày CERN công bố rằng họ đã khám phá ra một hạt rất có khả năng là boson Higgs, mảnh ghép còn thiếu cuối cùng của Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ bản. - Thuvienvatly.com – Trung tâm chia sẻ tài nguyên dạy và học vật lí. - ác nhà vật lí làm việc tại Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) vừa công bố khám phá ra boson Higgs – hay ít nhất là một hạt na ná như hạt Higgs.. - Trong hai seminar vừa mới công bố hôm tại phòng thí nghiệm vật lí hạt CERN ở Geneva, các phát ngôn viên cho hai thí nghiệm chính của LHC – ATLAS và CMS – đều báo cáo những phép đo khối lượng của hạt Higgs với độ tin cậy 5σ. - Trong cộng đồng vật lí học, mọi kết quả vượt qua ngưỡng thống kê này nói chung, chứ. - Tuy nhiên, sự công bố khám phá ra một hạt trông tựa như boson Higgs hôm 04/07 không có nghĩa là đã kết thúc câu chuyện, vì các nhà vật lí vẫn chưa hiểu hết bản chất của nó.. - Các nhà vật lí đã đưa boson Higgs vào tầm ngắm của mình trong gần 50 năm qua vì việc khám phá ra nó sẽ hoàn tất Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ bản. - Nhưng lí thuyết BCS của họ, tên đặt theo những chữ cái đầu tên của họ, cũng chứa cái có giá trị đối với các nhà vật lí hạt, một khái niệm gọi là sự phá vỡ đối xứng tự phát. - Chẳng hạn, nhà vật lí SLAC James Bjorken đã đề xuất tìm kiếm hạt Higgs trong các sản phẩm phân hủy của boson Z, hạt đã được lí thuyết hóa những mãi đến năm 1983 thì mới phát hiện.. - Phương trình nổi tiếng của Einstein, E = mc 2 , có những hàm ý sáng giá cho ngành vật lí hạt. - Về cơ bản nó có nghĩa là khối lượng tương đương với năng lượng, nhưng ý nghĩa thật sự của nó đối với các nhà vật lí hạt là khối lượng của một hạt càng lớn, thì năng lượng để tạo ra nó đòi hỏi càng lớn và cỗ máy cần thiết để tìm kiếm nó càng đồ sộ.. - Sau đó, vào năm 1995, các nhà vật lí tại máy va chạm Tevatron ở Fermilab đã tìm thấy quark nặng nhất, quark top, nên chỉ còn thiếu hạt Higgs nữa là hoàn tất bức tranh Mô hình Chuẩn.. - Vào những năm 2000, ngành vật lí hạt bị thống lĩnh bởi một cuộc tìm kiếm hạt Higgs bằng bất kì phương tiện nào sẵn có, nhưng không có một cỗ máy va. - Vào năm 2000, các nhà vật lí tại Máy Va chạm Electron-Positron Lớn (LEP) của CERN đã tìm kiếm hạt Higgs không thành công với khối lượng lên tới 114 GeV. - Khám phá ra hạt Higgs sẽ là sự khởi đầu của một kỉ nguyên mới trong vật lí học. - Peter Higgs là người đầu tiên tiên đoán rõ ràng sự tồn tại của hạt cuối cùng mang tên ông vào tháng 10, nhưng những nhà vật lí khác cũng đã nêu ý tưởng về một boson sinh khối lượng.. - Khối lượng.... - Một lí thuyết của hầu như mọi thứ Trong thế kỉ 20, các nhà vật lí lượng tử đã phát hiện và lí thuyết hóa những thứ ngày một kì lạ hơn về thế giới hạ nguyên tử. - Vào thập niên 1960, các nhà vật lí đang dồn về với nhau mọi thứ họ biết về các hạt hạ nguyên tử và các tương tác của chúng thành một lí thuyết hoặc mô hình. - Mô hình Chuẩn của vật lí hạt cơ bản bao quát 12 hạt hạ nguyên tử (bao gồm electron cũng như các quark cấu tạo nên neutron và proton), các phản hạt của chúng, và ba trong số bốn lực chi phối mọi tương tác của chúng. - Mọi hạt trên thực tế chúng ta biết là có khối lượng – nó đã được đo và chứng minh – nên vật lí học cần một lời giải cho bài toán khối lượng, hay nó cần một mô hình mới. - Nhưng nếu rốt cuộc không có trường Higgs, thì chúng ta chẳng có cách nào giải thích khối lượng và vật lí hạt sơ cấp sẽ ở lại với Mô hình rất Dưới chuẩn.. - Trong vật lí lượng tử, các trường (như trường điện từ và trường hấp dẫn) được trung chuyển hoặc mang bởi các hạt gọi là boson. - Nhưng nó sẽ tạo ra một vết tích mách bảo của sự sinh và hủy sẽ để lại tín hiệu cho các nhà vật lí biết rằng boson Higgs chẳng phải chỉ là một tên gọi vui cho một nhân vật người Anh.. - Còn nếu sau hàng tỉ đô la đã chi ra mà chúng ta chẳng tóm được boson Higgs thì sao? Cộng đồng vật lí hạt sẽ chưa thất vọng đâu. - Không biết các nhà vật lí có rút gọn xuống gọi nó là “Higgs” hay không. - Sau thời Gell-Mann, ngành vật lí hạt dường như đã cạn kiệt sức tưởng tượng.. - Nhưng như thế có chút quá đà đối với những nhà vật lí hạt vốn không tín ngưỡng, họ cứ bướng bỉnh gọi nó là “hạt Higgs”. - 1920 của cơ học lượng tử, các nhà vật lí nhận ra rằng các hàm sóng có thể là đối xứng hoặc không đối xứng. - Những tên gọi mới của Dirac vượt ngoài tầm hiểu biết của đa số khán giả, nhưng chúng được sự ủng hộ của các nhà vật lí.. - Các nhà vật lí có những cái tên viết chữ in thường cho những đơn vị đo quan trọng như newton, coulomb, ampere, volt, ohm, watt và kelvin. - TK: Nó sẽ xác nhận rằng Mô hình Chuẩn là một mô tả tốt của ngành vật lí hạt cơ bản. - Theo Mô hình Chuẩn, cái đã được các nhà vật lí chắp ghép trong hơn 70 năm qua, vũ trụ được tin là cấu tạo từ vật chất (4% nguyên tử và 20% “vật chất tối” chúng ta không thể quan sát hoặc giải thích) và năng lượng (76% “năng lượng tối”).. - Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ: AAAS Mô hình Chuẩn giải. - Vật lí học sẽ ra sao nếu không có boson Higgs?. - Các nhà vật lí LHC sẽ công bố kết quả tìm kiếm mới nhất của họ vào thứ ba tới tại CERN ở Thụy Sĩ.. - Nó là thành viên cuối cùng chưa được khám phá của mô hình chuẩn của ngành vật lí hạt, lí thuyết hàng đầu mô tả các hạt và các lực tương tác như thế nào. - Hạt Higgs có thể sinh ra trong phút chốc khi các hạt lao vào nhau ở tốc độ cao, và trong nhiều năm trời các nhà vật lí đã và đang đi tìm bằng chứng cho nó ở những cỗ máy va chạm hạt khác nhau.. - Các nhà vật lí LHC sẽ công bố cái gì vào tuần tới?. - Lần này, nếu vẫn chẳng tìm được gì, các nhà vật lí sẽ sẵn sàng bắt đầu từ bỏ hi vọng. - Các nhà vật lí chỉ đi tìm hạt Higgs vì đó là cách dễ nhất để truy xuất với trường Higgs.. - Các nhà vật lí tại Máy Va chạm Hadron Lớn, một máy gia tốc hạt ở gần Geneva, Thụy Sĩ, cho biết họ đã có vết tích ‘nóng bỏng’của một hạt sơ cấp khó nắm bắt gọi là boson Higgs. - (Basic Books, 1990) và là giáo sư vật lí tại trường Đại học California, Davis, cho biết boson Higgs thường xuyên thoắt ẩn thoắt hiện trong khắp cõi không gian.. - Gordon Kane, một giáo sư vật lí tại trường Đại học Michigan và là đồng tác giả của quyển “Chỉ dẫn Săn tìm Boson Higgs”, cho biết một thăng giáng là hiếm gặp ở một nơi bất kì. - “Đó là một câu hỏi phức tạp,” phát biểu của Craig Blocker, một nhà vật lí săn tìm Higgs tại trường Đại học Brandeis. - Leon Lederman – nhà vật lí đoạt giải Nobel – mô tả một hạt giả thuyết một ngày nào đó có thể giúp giải thích cấu trúc của vũ trụ.. - Việc xác nhận boson Higgs giả thuyết – thường gọi là Hạt Thần thánh – chắc chắn giành giải Nobel vật lí. - Các nhà vật lí tại CERN – Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu – công bố trong tháng 12 năm 2011 rằng giải thường này có lẽ đã gần nằm trong tay rồi. - Họ cho biết dữ liệu từ boson Higgs có thể giúp các nhà vật lí hi vọng một ngày nào đó giải thích cấu trúc của vật chất trong vũ trụ của chúng ta. - Nói cách khác, mọi thứ chúng ta muốn tìm hiểu về thế giới đòi hỏi mô hình của những hạt cơ bản, và các định luật vật lí mà theo đó những hạt này thực thi công việc của chúng. - Tại sao việc tìm kiếm boson Higgs lại quan trọng như vậy đối với các nhà vật lí?. - Nói cách khác, mọi thứ chúng ta muốn tìm hiểu về thế giới là phải làm với một mô hình của những hạt cơ bản và những định luật vật lí theo đó những hạt này thực thi công việc của chúng.. - “tiêu chuẩn vàng” cho nghiên cứu vật lí hạt] rằng cái họ nhìn thấy không phải là giả mạo. - Một vài loại hạt Higgs ñã ñược ñề xuất, phù hợp với những lí thuyết khác nhau của ngành vật lí hạt. - Chưa ñâu, tôi dành nhiều thời gian hơn ñể nói với mọi người những lí giải mà các nhà vật lí sẽ biết tốt hơn là vô nghĩa. - Hi vọng trong khuôn khổ vật lí hạt nó không bị nhầm lẫn với hydrogen. - Dựa trên bằng chứng do các nhà nghiên cứu LHC và Tevatron công bố hồi tháng 7 tại Hội nghị Quốc tế về Vật lí. - Vào năm ñó, các quark chỉ mới là một tia sáng lóe lên trong con mắt của nhà vật lí Murray Gell-Mann tại Viện Công nghệ California. - ðặc biệt ở California, việc nghiên cứu lí thuyết trường lượng tử bị xem là có hại ñối với sự nghiệp của một nhà vật lí trẻ.. - nhóm gồm ba nhà vật lí khác tại trường Imperial College London – Gerald Guralnik, Carl Hagen và Thomas Kibble – xuất hiện giải vây. - Vì những ñóng góp then chốt của họ cho lí thuyết này, Glashow, Weinberg và Salam ñã ñược trao Giải Nobel Vật lí năm 1979.. - Nhưng vào năm 1971, sau khi Gerard 't Hooft và Martinus Veltman chứng minh một lí thuyết chuẩn có thể “chuẩn hóa lại” như thế nào, nhờ ñó làm cho nó có thể tính toán, các nhà vật lí hạt trên thế giới mới bắt ñầu lưu tâm. - Vào giữa thập niên 1970, sau khám phá ra quark duyên (charm), Mô hình Chuẩn bắt ñầu chiếm chỗ ñứng vững chắc trong ngành vật lí hạt. - Các nhà vật lí tại SLAC rỉ tai nhau rằng có lẽ cuối cùng Bloom sẽ giành ñược giải thưởng Nobel mà ông ñã khao khát bấy lâu.. - “tiêu chuẩn vàng” trong ngành vật lí hạt, nhưng một kết quả 5σ không phải lúc nào cũng ñảm bảo một khám phá.). - Mặc dù các nhà vật lí lúc ấy chỉ mới loáng thoáng có các ý tưởng, nhưng ña số họ tin rằng khối lượng của nó phải lớn gấp 10-100 lần khối lượng của hạt zeta phù du kia. - trở thành mục tiêu chính của một cuộc chạy ñua vật lí xuyên ñại dương.. - Khi các nhà vật lí máy gia tốc sửa ñổi thiết kế của nó, xây dựng thêm những hành lang an toàn trong khi vẫn giữ. - Ra ñi cùng với dự án ñó là niềm hi vọng của nhiều nhà vật lí muốn tìm kiếm boson Higgs trên ñất Mĩ.. - Các nhà vật lí bắt ñầu loại trừ những khối lượng boson Higgs cao hơn nữa khi năng lượng và ñộ rọi, hay tốc ñộ va chạm, của LEP, tăng dần lên vào cuối thập niên 1990.. - Nhưng các nhà vật lí ñang nghiên cứu ở bốn máy dò hạt lớn ñặt xung quanh vành ñai gia tốc vẫn chưa tìm thấy bất kì bằng chứng nào cho một boson Higgs hiện ra trong ñám sương mù của họ, do ñó làm tăng giới hạn dưới cho khối lượng của nó lên gần 108 GeV.. - Với lịch trình LEP ngừng hoạt ñộng vào mùa thu năm 2000 ñể việc xây dựng Máy Va chạm Hadron Lớn có bắt ñầu trong cùng tầng hầm, các nhà vật lí máy gia tốc ñã làm việc không ngừng nghỉ trong mùa hè năm ñó.. - Mặc dù với thêm sáu tuần chạy LEP thì chẳng ñủ ñể biến một kết quả 3σ ñầy hấp dẫn thành một khám phá 5σ có tính thuyết phục, nhưng các nhà vật lí ñã ñược khích lệ.. - Mặc dù các nhà vật lí máy gia tốc lúc này ñã thúc ñẩy cỗ máy gần ñến ñỉnh ñiểm của nó với những năng lượng va chạm lên tới 209 GeV, nhưng chỉ có một sự kiện Higgs gây tranh cãi và không có giá trị xuất hiện, trên thí nghiệm L3 của LEP. - Các nhà vật lí CERN ñã chia làm hai phe tranh cãi kịch liệt trong tuần ñầu tiên của tháng 11 năm 2000. - Nhưng giới chính trị cuối cùng ñã chiến thắng các nhà vật lí.. - Nhưng nhiều nhà vật lí LEP bất bình càu nhàu rằng họ ñã bị cướp mất cơ hội thực hiện khám phá của ñời mình.. - Nguồn gốc của khối lượng hạt. - Cái thiết yếu cho Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt là sự tồn tại của một cơ chế sinh khối lượng dạng Higgs. - Nhưng làm thế nào rung lắc nó, và lắc mạnh cỡ nào? ðó là một câu hỏi căn bản khi Mô hình Chuẩn bắt ñầu thu hút lòng trung thành của các nhà vật lí hạt vào giữa thập niên 1970.. - Các nhà vật lí hạt thường ñánh giá ý nghĩa thống kê của một quan sát hay một phép ño theo số lệch chuẩn, hay “số sigma”, trên phông nền. - mà một kết quả “thật sự” ñã ñược quan sát và không ñơn thuần là một thăng giáng nền, nhưng con số này là không ñủ ñối với các nhà vật lí hạt. - Tiêu chuẩn vàng trong ngành vật lí hạt là một kết quả 5σ, ở mức ñộ ñó thì xác suất nó là một thăng giáng là nhỏ hơn một phần ba triệu.. - Nhưng tại sao các nhà vật lí lại cực ñoan như vậy? Vì những nhà thực nghiệm quá hăng hái ñã bị thiêu rụi trước những ñánh giá quá lạc quan của dữ liệu của họ. - Như vậy, những nhà vật lí hạt thận trọng phải dựa trên tiêu chuẩn vàng 5σ trước khi họ sẽ bắt ñầu chấp nhận một kết quả khả dĩ nào ñó là có thật. - Những kết quả đầu tiên về siêu đối xứng từ Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) đã được các nhà vật lí phân tích và một số người cho rằng lí thuyết trên có thể gặp trở ngại. - thuyết mở rộng này của Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ bản.. - Các nhà vật lí CMS đang săn tìm SUSY trong dữ liệu va chạm của họ bằng cách khảo sát hai hoặc nhiều tia vật chất trùng khớp với năng lượng còn thiếu.. - Thật không may, số lượng va chạm đáp ứng những điều kiện này không nhiều hơn trông đợi đối với riêng nền vật lí Mô hình Chuẩn. - “Đó đúng là một cách để so sánh với những thí nghiệm trước đây”, phát biểu của nhà vật lí CMS Roberto Rossin ở trường Đại học California, Santa Barbara. - 45 ] giải thích rằng nền vật lí mới được trông. - Các nhà vật lí thống nhất lực điện từ và lực hạt nhân yếu. - Một khuôn khổ có sức mạnh trong lịch sử vật lí có thể gọi là sự đơn giản hóa qua thống nhất. - Do thuyết tương đối và cơ học lượng tử thách đố cách thức hàng ngày nhìn nhận thế giới tự nhiên, nên nhiều người có thể gọi chúng là phức tạp, nhưng các nhà vật lí nhận ra chúng là một phần của một khuynh hướng tiến tới sự đơn giản hóa toán học. - Tuy nhiên, đa số các nhà vật lí tỉn rằng các lực cơ bản có thể thống nhất, và số người trong họ đã đi tìm một khuôn khổ toán học để thực thi nhiệm vụ đó. - Các hạt có khối lượng của chúng thông qua tương tác của chúng với trường đó, các các nhà vật lí gọi là trường Higgs theo tên nhà vật lí đã nghĩ ra nó.. - Nguyên nhân cho tiên đoán đó là vì các lực cơ bản khác đều đi cùng với các hạt mang lực, cái các nhà vật lí gọi là các boson chuẩn. - Nhiều nhà vật lí vẫn hi vọng khám phá ấy rồi sẽ đến, nhưng trong khi chờ đợi, thì hạt Higgs vẫn chẳng gì hơn là một khái niệm toán học mà thôi.. - Trích: Lịch sử Vật lí Thế kỉ 20 Alfred B