Khi Máy gia tốc hạt lớn (Large Hadron Collider - LHC) được khai trương long trọng cách đây gần một năm, nhiều người đã lo ngại rằng nó có thể tạo nên hố đen mini, đủ sức nuốt chửng cả thế giới.
Nhưng theo các nhà quan sát, LHC đang có khả năng trở thành một chiếc “hố đen nhân tạo” do bản thân nó đã “ngốn” không biết bao nhiêu tiền bạc và trí tuệ của nhân loại trong khi lợi ích mang lại vẫn chưa thấy đâu.
Gã khổng lồ chân đất sét
LHC là chiếc máy gia tốc hạt hiện đại nhất và tạo gia tốc mạnh nhất trên thế giới, được thiết kế để tạo va chạm trực diện giữa các tia proton (một trong các loại hạt cơ bản) với động năng cực lớn. Mục đích chính của nó là phá vỡ những giới hạn và mặc định của mô hình chuẩn - những lý thuyết cơ bản hiện thời của vật lý hạt.
Dự án LHC được Phòng thí nghiệm Vật lý hạt châu Âu (CERN) thực hiện, nó gồm có một máy gia tốc hạt lớn được đặt trong một đường hầm ngầm dài 27 km đi qua biên giới Pháp và Thụy Sĩ. Bên trong đường hầm, những chùm proton sẽ được gia tốc tới gần tốc độ của ánh sáng và được cho va chạm với nhau.
Điều này tạo điều kiện cho các thăng giáng năng lượng cao gần giống với những thời điểm kiến tạo vũ trụ, sau vụ nổ lớn Big Bang. Và điều này còn cho phép tìm hiểu nguồn gốc của vật chất và kiểm tra mô hình chuẩn của vật lí hạt (Standard Model), mô hình đang tỏ ra hiệu quả trong việc mô tả và giải thích chuyển động của các hạt cơ bản. Vì lẽ đó, gần chục nghìn nhà vật lý sốt ruột chờ đợi ngày khởi động của LHC.
Tuy nhiên, kể từ khi khai trương cỗ máy khoa học lớn nhất thế giới và có chi phí chế tạo lên tới 10 tỉ USD mới chỉ làm việc vỏn vẹn có 9 ngày. Nó cũng chưa thực hiện một cuộc va đập chuỗi hạt nào.
Ngay từ lúc khởi động, LHC đã gặp vấn đề. Một kết nối điện giữa 2 thanh nam châm lưỡng cực bị hỏng, hậu quả là một trong số nhiều thanh nam châm khổng lồ tạo nên trái tim của máy gia tốc bị tăng nhiệt và bị hỏng. Sự cố đã gây ra tác động dây chuyền làm 53 thanh nam châm bị hỏng theo. Ngoài ra, helium hóa lỏng đã trào vào lòng hệ thống gây nên hàng loạt hư hỏng khác.
Cuối tuần trước, CERN tuyên bố rằng do sức ép của giới khoa học, họ sẽ tái khởi động LHC vào tháng 11 này, chỉ sử dụng một nửa năng lượng ban đầu. Nhưng phát ngôn viên CERN James Gillies sau đó nói với hãng tin AP rằng họ sẽ lại phải ngừng tiếp để hoàn tất việc sửa chữa cỗ máy, mục đích là để LHC có thể hoạt động đầy đủ ở mức năng lượng 7 triệu TeV, tức cao hơn 7 lần so với bất kỳ cỗ máy nào trên thế giới.
Lỗi do con người?
Michio Kaku, Giáo sư Vật lý ở Trường Đại học New York, là người thường lên tiếng chỉ trích các dự án khoa học lớn và hoang phí. Nhưng ông đã bảo vệ LHC, coi cỗ máy là một sự đầu tư quan trọng. “Người Âu và người Mỹ chẳng ném 10 tỉ USD vào cỗ máy khổng lồ này để rồi trắng tay” - Kaku nói - “Chúng tôi đang khám phá mặt trận hàng đầu của vật lý và vũ trụ học với LHC. Chúng tôi muốn giải mã những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ”.
Theo Kaku, nguyên nhân lớn nhất gây nên vụ tai nạn tồi tệ hồi năm ngoái có thể do lỗi của con người. Ông tin rằng giới khoa học đã quá vội vã và gây nhiều sức ép lên dự án LHC. Nhưng ông tin tưởng rằng dự án sẽ nhanh chóng được phục hồi.
Các chuyên gia CERN ước tính chi phí sửa chữa và các chi phí an toàn khác liên quan tới LHC sẽ vào khoảng 37 triệu USD. Số tiền này sẽ lấy từ ngân sách của 20 quốc gia có liên quan. Hiện nay tất cả 20 quốc gia thành viên CERN đều bày tỏ thái độ ủng hộ LHC.
4 nước khác gồm Síp, Israel, Serbia và Thổ Nhĩ Kỳ đã đề nghị được tham gia dự án, Slovenia cũng tỏ rõ sự quan tâm. Nhật Bản, Ấn Độ, Nga và Mỹ là các quan sát viên đã có nhiều đóng góp cho dự án của CERN.
Giới khoa học đã sử dụng các máy gia tốc hạt nhỏ trong hàng thập kỷ qua để nghiên cứu nguyên tử. Họ nghĩ rằng các hạt proton và neutron là những yếu tố nhỏ nhất trong hạt nhân nguyên tử. Tuy nhiên các máy gia tốc hạt hiện đại hơn cho thấy rằng còn những hạt nhỏ khác như hạt quark, hạt gluon. Họ cũng đối diện với nhiều câu hỏi chưa có lời giải như vật thể tối, phản vật chất và mong muốn tìm thấy câu trả lời từ máy LHC.
CERN hiện đã đặt kế hoạch khởi động lại dự án vào tháng 11 tới với các dòng hạt hoạt động ở mức năng lượng 3,5 TeV. Đó mới chỉ là nửa mức năng lượng được thiết kế của LHC nhưng đã cao hơn 3 lần rưỡi máy gia tốc hạt lớn thứ 2 thế giới mang tên Tevatron của Mỹ.
Hãng tin AP nhận xét rằng vấn đề rắc rối hiện nay của cỗ máy là chuyện rất bình thường bởi nó quá phức tạp. Nhưng việc trì hoãn hoạt động của LHC khiến các nhà vật lý thất vọng do họ đã chờ đợi nhiều năm để tiến hành các thí nghiệm trên cỗ máy.
“LHC là một ví dụ về các cỗ máy lớn, phức tạp đang giúp mở rộng giới hạn của công nghệ gia tốc và không có gì đáng ngạc nhiên khi cỗ máy đó gặp các vấn đề không mong đợi” - Neal Lane, cựu cố vấn khoa học của cựu Tổng thống Bill Clinton nhận xét.
Theo Lane, nếu khởi động sớm, cỗ máy sẽ mang lại các kết quả có giá trị. Song nếu giới khoa học quá vội vã, cố ép cỗ máy hoạt động, những hư hỏng mới có thể lại nảy sinh. Lane đánh giá rằng trong trường hợp LHC bị hỏng và bị trì hoãn hoạt động thêm vài lần nữa hoặc nó hoạt động nhưng không đạt công suất thiết kế, hậu quả sẽ rất nghiêm trọng. Việc nghiên cứu vật lý hạt của thế giới có thể bị lùi lại cả một thập kỷ hoặc lâu hơn nữa và đó là điều người ta không hề mong muốn ./.
Nhưng theo các nhà quan sát, LHC đang có khả năng trở thành một chiếc “hố đen nhân tạo” do bản thân nó đã “ngốn” không biết bao nhiêu tiền bạc và trí tuệ của nhân loại trong khi lợi ích mang lại vẫn chưa thấy đâu.
Gã khổng lồ chân đất sét
LHC là chiếc máy gia tốc hạt hiện đại nhất và tạo gia tốc mạnh nhất trên thế giới, được thiết kế để tạo va chạm trực diện giữa các tia proton (một trong các loại hạt cơ bản) với động năng cực lớn. Mục đích chính của nó là phá vỡ những giới hạn và mặc định của mô hình chuẩn - những lý thuyết cơ bản hiện thời của vật lý hạt.
Dự án LHC được Phòng thí nghiệm Vật lý hạt châu Âu (CERN) thực hiện, nó gồm có một máy gia tốc hạt lớn được đặt trong một đường hầm ngầm dài 27 km đi qua biên giới Pháp và Thụy Sĩ. Bên trong đường hầm, những chùm proton sẽ được gia tốc tới gần tốc độ của ánh sáng và được cho va chạm với nhau.
Điều này tạo điều kiện cho các thăng giáng năng lượng cao gần giống với những thời điểm kiến tạo vũ trụ, sau vụ nổ lớn Big Bang. Và điều này còn cho phép tìm hiểu nguồn gốc của vật chất và kiểm tra mô hình chuẩn của vật lí hạt (Standard Model), mô hình đang tỏ ra hiệu quả trong việc mô tả và giải thích chuyển động của các hạt cơ bản. Vì lẽ đó, gần chục nghìn nhà vật lý sốt ruột chờ đợi ngày khởi động của LHC.
Tuy nhiên, kể từ khi khai trương cỗ máy khoa học lớn nhất thế giới và có chi phí chế tạo lên tới 10 tỉ USD mới chỉ làm việc vỏn vẹn có 9 ngày. Nó cũng chưa thực hiện một cuộc va đập chuỗi hạt nào.
Ngay từ lúc khởi động, LHC đã gặp vấn đề. Một kết nối điện giữa 2 thanh nam châm lưỡng cực bị hỏng, hậu quả là một trong số nhiều thanh nam châm khổng lồ tạo nên trái tim của máy gia tốc bị tăng nhiệt và bị hỏng. Sự cố đã gây ra tác động dây chuyền làm 53 thanh nam châm bị hỏng theo. Ngoài ra, helium hóa lỏng đã trào vào lòng hệ thống gây nên hàng loạt hư hỏng khác.
Cuối tuần trước, CERN tuyên bố rằng do sức ép của giới khoa học, họ sẽ tái khởi động LHC vào tháng 11 này, chỉ sử dụng một nửa năng lượng ban đầu. Nhưng phát ngôn viên CERN James Gillies sau đó nói với hãng tin AP rằng họ sẽ lại phải ngừng tiếp để hoàn tất việc sửa chữa cỗ máy, mục đích là để LHC có thể hoạt động đầy đủ ở mức năng lượng 7 triệu TeV, tức cao hơn 7 lần so với bất kỳ cỗ máy nào trên thế giới.
Lỗi do con người?
Michio Kaku, Giáo sư Vật lý ở Trường Đại học New York, là người thường lên tiếng chỉ trích các dự án khoa học lớn và hoang phí. Nhưng ông đã bảo vệ LHC, coi cỗ máy là một sự đầu tư quan trọng. “Người Âu và người Mỹ chẳng ném 10 tỉ USD vào cỗ máy khổng lồ này để rồi trắng tay” - Kaku nói - “Chúng tôi đang khám phá mặt trận hàng đầu của vật lý và vũ trụ học với LHC. Chúng tôi muốn giải mã những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ”.
Theo Kaku, nguyên nhân lớn nhất gây nên vụ tai nạn tồi tệ hồi năm ngoái có thể do lỗi của con người. Ông tin rằng giới khoa học đã quá vội vã và gây nhiều sức ép lên dự án LHC. Nhưng ông tin tưởng rằng dự án sẽ nhanh chóng được phục hồi.
Các chuyên gia CERN ước tính chi phí sửa chữa và các chi phí an toàn khác liên quan tới LHC sẽ vào khoảng 37 triệu USD. Số tiền này sẽ lấy từ ngân sách của 20 quốc gia có liên quan. Hiện nay tất cả 20 quốc gia thành viên CERN đều bày tỏ thái độ ủng hộ LHC.
4 nước khác gồm Síp, Israel, Serbia và Thổ Nhĩ Kỳ đã đề nghị được tham gia dự án, Slovenia cũng tỏ rõ sự quan tâm. Nhật Bản, Ấn Độ, Nga và Mỹ là các quan sát viên đã có nhiều đóng góp cho dự án của CERN.
Giới khoa học đã sử dụng các máy gia tốc hạt nhỏ trong hàng thập kỷ qua để nghiên cứu nguyên tử. Họ nghĩ rằng các hạt proton và neutron là những yếu tố nhỏ nhất trong hạt nhân nguyên tử. Tuy nhiên các máy gia tốc hạt hiện đại hơn cho thấy rằng còn những hạt nhỏ khác như hạt quark, hạt gluon. Họ cũng đối diện với nhiều câu hỏi chưa có lời giải như vật thể tối, phản vật chất và mong muốn tìm thấy câu trả lời từ máy LHC.
CERN hiện đã đặt kế hoạch khởi động lại dự án vào tháng 11 tới với các dòng hạt hoạt động ở mức năng lượng 3,5 TeV. Đó mới chỉ là nửa mức năng lượng được thiết kế của LHC nhưng đã cao hơn 3 lần rưỡi máy gia tốc hạt lớn thứ 2 thế giới mang tên Tevatron của Mỹ.
Hãng tin AP nhận xét rằng vấn đề rắc rối hiện nay của cỗ máy là chuyện rất bình thường bởi nó quá phức tạp. Nhưng việc trì hoãn hoạt động của LHC khiến các nhà vật lý thất vọng do họ đã chờ đợi nhiều năm để tiến hành các thí nghiệm trên cỗ máy.
“LHC là một ví dụ về các cỗ máy lớn, phức tạp đang giúp mở rộng giới hạn của công nghệ gia tốc và không có gì đáng ngạc nhiên khi cỗ máy đó gặp các vấn đề không mong đợi” - Neal Lane, cựu cố vấn khoa học của cựu Tổng thống Bill Clinton nhận xét.
Theo Lane, nếu khởi động sớm, cỗ máy sẽ mang lại các kết quả có giá trị. Song nếu giới khoa học quá vội vã, cố ép cỗ máy hoạt động, những hư hỏng mới có thể lại nảy sinh. Lane đánh giá rằng trong trường hợp LHC bị hỏng và bị trì hoãn hoạt động thêm vài lần nữa hoặc nó hoạt động nhưng không đạt công suất thiết kế, hậu quả sẽ rất nghiêm trọng. Việc nghiên cứu vật lý hạt của thế giới có thể bị lùi lại cả một thập kỷ hoặc lâu hơn nữa và đó là điều người ta không hề mong muốn ./.
(TT&VH/Vietnam+)