Nóng bỏng cuộc đua tìm “hạt cơ bản của Chúa”

(Thứ Hai, 16/03/2009), Khi máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới Large Hadron Collider (LHC) được đưa vào hoạt động, Cơ quan Nghiên cứu nguyên tử châu Âu (CERN) tự tin nó là tay đua duy nhất trong cuộc đua tìm kiếm “hạt cơ bản của Chúa”. Nhưng nay một đối thủ cạnh tranh sừng sỏ  khác đang đến từ... Mỹ.

Chiếc máy khổng lồ LHC có chu vi tới 27km, nằm sâu 100m dưới lòng đất tại khu vực biên giới Pháp - Thụy Sĩ. Trị giá lên đến 5,8 tỉ USD, LHC được giới khoa học đánh giá là có khả năng tốt nhất để tìm ra hạt Higgs, hạt tạo ra khối lượng cho vật chất và được mệnh danh là “hạt cơ bản của Chúa”. Việc tìm ra hạt Higgs đã trở thành một mục tiêu lớn của CERN kể từ khi các nhà khoa học tiên đoán về sự tồn tại của nó vào đầu thập niên 1980.

CERN tự tin khi dự báo có thể tìm ra hạt Higgs sớm nhất là vào mùa hè 2009. Tuy nhiên, khi mới hoạt động được một thời gian ngắn, LHC bất ngờ bị hỏng vào hồi tháng 9-2008. Việc sửa chữa sẽ kéo dài trong ít nhất một năm, thậm chí có thể lâu hơn.

Tận dụng cú vấp của CERN, Phòng thí nghiệm máy gia tốc quốc gia Fermi (Fermilab) tại Chicago, Mỹ đã ra một tuyên bố khiến giới khoa học châu Âu rúng động. Fermilab khẳng định sẽ tìm được hạt Higgs trước CERN với máy gia tốc hạt Tevatron - chiếc máy có chu vi chỉ 6,28 km, ra đời từ năm 1983 với chi phí 120 triệu USD. Tevatron so với LHC cũng giống như một chiếc xe thường chạy đua với một chiếc Ferrari đời mới.

Cơ hội: trên 90%

Cuộc đua tìm “hạt cơ bản của Chúa” cũng tạo ra động lực mới cho những người đam mê khoa học tại Fermilab, nơi từng bị chảy máu chất xám dưới thời cựu tổng thống George Bush. Ngay cả những đêm thứ bảy, người ta cũng thấy bãi đậu xe của Fermilab chật cứng, bởi các chuyên gia vẫn cặm cụi làm việc. Trong bốn tháng qua, khoảng 30 nghiên cứu sinh lấy bằng tiến sĩ đã nộp đơn xin tham gia hỗ trợ dự án tìm hạt Higgs, tăng 25%.

“Giờ chúng tôi đang có cơ hội rất tốt để phát hiện Higgs trước LHC. Tevatron đang vận hành cực kỳ hiệu quả. Chúng tôi đang ở đỉnh cao phong độ và đang xử lý thông tin cực nhanh. Đây là một cuộc đua, ai về nhất sẽ thắng” - nhà khoa học Dmitri Denisov tại Fermilab khẳng định. Giám đốc Fermilab Pier Oddone tin rằng cơ hội tìm được Higgs là 96%. Kể cả tính đến những điều kiện khó khăn nhất cơ hội này cũng là 50%.

Hiện Tevatron đang thực hiện các cuộc bắn phá các hạt cơ bản với tốc độ cao, và đã có tám sự kiện được đánh giá có thể chứa dấu hiệu của Higgs. Các chuyên gia Fermilab cho rằng nhiều khả năng Tevatron sẽ phát hiện được dấu hiệu của Higgs sớm nhất là vào mùa hè năm nay, và sẽ khẳng định sự tồn tại “hạt cơ bản của Chúa” vào năm 2010 hoặc 2011.

Giới khoa học toàn thế giới tin rằng bất cứ tổ chức nào phát hiện Higgs cũng sẽ được nhận giải Nobel vật lý. “Đó thật sự là mục tiêu cuộc sống của chúng tôi khi có cơ hội được lao mình vào những cuộc truy tìm điên rồ như vậy” - nhà vật lý Jacobo Konigsberg tại Fermilab cũng tâm sự. Các chuyên gia khác tại Fermilab cùng khẳng định việc được chạm chân vào những vùng chưa từng được khai phá trong khoa học đã tạo ra nguồn hứng khởi vô tận.

CERN lo lắng

Xét về sức mạnh công nghệ, quả thật Tevatron không thể so sánh được với LHC. Một số chuyên gia Mỹ cũng thừa nhận máy gia tốc của Fermilab sẽ chỉ đủ mạnh để phát hiện dấu hiệu của Higgs, trong khi các máy dò của nó không hiện đại như ở LHC. Kể cả khi phát hiện Higgs, Fermilab cũng sẽ phải cần đến LHC để khẳng định chắc chắn đó có phải là hạt Higgs hay không. Nhưng kể cả vậy, theo các chuyên gia Mỹ, đó cũng là một thắng lợi lớn của Fermilab và Tevatron - một máy gia tốc yếu hơn rất nhiều so với LHC.

Trong khi đó, dù tự tin nhưng các chuyên gia CERN  vẫn không khỏi lo lắng. Giáo sư Evans thừa nhận nếu bị qua mặt trong cuộc đua tìm “hạt cơ bản của Chúa” thì đó sẽ là một quả đắng khó nuốt. “Rắc rối là LHC được tạo ra với mục tiêu hàng đầu là tìm ra Higgs - ông Evans cho biết - Tuy nhiên không nên quên rằng vẫn còn đó một chuỗi vô số những bí mật vật lý mà LHC có thể khám phá còn Tevatron thì không thể”.

Ngoài mục tiêu tìm Higgs, LHC sẽ còn có nhiệm vụ khám phá các chiều không gian khác được tiên đoán trong lý thuyết vật lý siêu dây, cũng như tạo ra vật chất tối vô hình. Đây là loại vật chất không thể nhìn thấy chiếm tới 96% trọng lượng của vũ trụ. Cho tới nay, vật lý hiện đại vẫn chưa thể giải thích nổi vật chất tối là gì.

HIẾU TRUNG (Theo BBC, Newsweek, AP)