Máy gia tốc hạt là gì và tầm quan trọng của nó là như thế nào?
Nằm sâu dưới lòng đất 100m dưới vùng biên giới Pháp và Thụy sĩ là chiếc máy lớn nhất thế giới, được chế tác bởi tổ chức nghiên cứu hạt nhân Châu Âu (European Organization for Nuclear Research). Chiếc máy này có tên là: máy gia tốc hạt lớn (Large Hardon Collider). Máy gia tốc hạt lớn được xây dựng bởi tâm huyết của hàng nghìn các nhà khoa học, đến từ khắp nơi trên thế giới. Sự đồng tâm hợp lực này nhằm để biến máy gia tốc hạt lớn thành công cụ tiếp cận những kiến thức mới trong vũ trụ thông qua việc nghiên cứu các hạt cơ bản. Vây các hạt căn bản đấy là gì?
Chắn chắn các khái niệm như: proton, neutron, electron không còn xa lạ trong các bài học hóa phổ biến. Và chúng chính là 1 dạng hạt căn bản. Với những ai đang làm việc hệ trọng đến lĩnh vực vật lý lượng tử thì có thể biết một loạt danh sách dài loại hạt khác chỉ có trong các tài liệu nghiên cứu như Fermion, Quark... Chỉ bằng một động tác google đơn giản là có thể tìm thấy thông báo của một loạt các loại hạt căn bản trên các trang web. Các nhà vật lý học đã đặt tên cho những loại hạt căn bản được khám phá này là "observed matter" (tạm dịch: vật chất nhìn thấy). Cái tên này có nghĩa là gì?
Nếu đã có vật chất nhìn thấy thì cũng sẽ có vật chất chưa nhìn thấy. Thật vậy, sau hàng trăm năm nghiên cứu về vũ trụ, các nhà khoa học đã tiến đến với một nhận định rằng những hạt căn bản nhân loại đã phát hiện và theo dõi được chỉ chiếm khoảng... 4% tổng số hạt của vật chất đang tồn tại trong cho thuê máy photocopy e studio 723. tức thị còn đến hàng trăm các loại proton, neutron, electron đang tồn tại ngoài vũ trụ kia mà con người không biết. Giới khoa học đặt tên cho những loại hạt cơ bản mà con người chưa tìm ra được là "dark matter" (tạm dịch: vật chất chưa nhìn thấy).
Một thông tin cực kì ưa khác nữa là "vật chất nhìn thấy" và "vật chất chưa nhìn thấy" chỉ chiếm khoảng 25% thành phần vũ trụ. Phần còn lại thuộc về một thế lực là "dark energy" (tạm dịch: năng lượng đen). Dựa vào những con số thống kê, rõ ràng những gì nhân loại hiểu biết về vũ trụ vẫn là quá ít ỏi. Nếu phá hoang được tiềm năng của các loại vật chất và năng lượng mới này, việc xuất hiện những nguyên liệu siêu bền, siêu linh hoạt như tơ nhện của Spider man, áo giáp cho binh lính bay như chim của iron man… Vậy máy gia tốc hạt lớn giúp con người khám phá các loại hạt cơ bản mới như thế nào?
Nguyên lý hoạt động của máy photocopy in scan dựa trên sự cụt của 2 phân tử di chuyển ngược chiều nhau: 1 phân tử sẽ đi thuận chiều kim đồng hồ, 1 phân tử đi ngược chiều kim đồng hồ. 2 phân tử này được gia tốc với véc tơ vận tốc tức thời gần bằng vận tốc ánh sáng, sau đó sẽ cụt với nhau. Bằng cách nghiên cứu hiện tượng quá trình cộc này, các nhà khoa học có thể nghiên cứu được tính chất của các hạt cơ bản mới, các bộ lý thuyết mới trong lĩnh vực vật lý hạt nhân, vật lý lượng tử.
Thành phần chính của máy gia tốc hạt lớn là một đường hầm vòng tròn, có chu vi 18km. Đường hầm này chứa 2 chùm tia proton đi ngược chiều nhau. Trên vòng tròn máy gia tốc hạt lớn này có đặt các bộ phân tích những hiện tượng xảy ra khi proton va chạm với nhau. Dưới đây là 6 điểm phân tích trong máy gia tốc hạt lớn:
ATLAS – một trong hai bộ phân tách đa mục đích. ATLAS sẽ được sử dụng để kiêng kị những dấu hiệu vật lý học mới, bao gồm nguồn gốc của khối lượng và các chiều phụ trợ.
CMS – một bộ phân tích đa mục đích khác, giống với ATLAS, sẽ lùng sục các hạt Higgs và lóng những đầu mối về thực chất của vật chất tối.
ALICE – sẽ nghiên cứu một dạng "lỏng" của vật chất gọi là quark-gluon plasma, dạng tồn tại rất ngắn sau Vụ nổ lớn.
LHCb – so sánh những lượng vật chất và phản vật chất được tạo ra trong Vụ nổ lớn. LHCb sẽ cầm cố tìm hiểu chuyện gì đã xảy ra đối với phản vật chất "bị thất lạc".
TOTEM – đo kích tấc của proton và LHC's luminosity (tạm dịch: độ sáng máy gia tốc hạt lớn). Trong vật lý lượng tử, độ sáng ảnh hưởng đến độ xác thực của máy gia tốc hạt lớn trong việc tạo xung đột.
Chiếc máy gia tốc hạt lớn này gắn liền với những con số khôn cùng ấn tượng. Có 9600 chiếc nam châm chuyên dụng dùng để gia tốc cho proton. Các nam châm này được đặt trong môi trường lạnh đến 1.9 độ Kenvin (tức là khoảng âm 271.56 độ, còn lạnh hơn cả nhiệt độ chân không ngoài vũ trụ). Khi vận hành máy gia tốc hạt lớn, môi trường để cho các electron di chuyển phải đạt độ chân không tuyệt đối do chỉ một phân tử khí lọt vào, quờ quạng thử nghiệm sẽ thất bại. tất hệ thống máy gia tốc hạt lớn bao gồm 150 triệu cảm biến.
Dữ liệu thu được sau khi tiến hành thí điểm trong vòng 1 năm lên tới 15 petabytes, tương đương với dung lượng của… 1000.000 chiếc DVD. Máy gia tốc hạt lớn tiêu thụ đến 800.000 MWh, tương đương với 19 triệu Euro 1 năm. Con số hóa đơn tiền điện của máy gia tốc hạt lớn này là trong trường hợp máy không hoạt động vào mùa đông. sau hết, giá trị của bít tất công trình máy gia tốc hạt lớn là 6 tỉ đô la.
Do máy gia tốc hạt lớn dùng trong thuê máy photocopy toshiba có các mức năng lượng khôn cùng cao, nhiều người cho rằng chính máy gia tốc hạt lớn này có thể hủy diệt thế giới. Một số người thậm chí còn hoảng sợ đến mức đâm đơn kiện tổ chức hạt nhân châu Âu nhằm phản đối hoạt động của máy gia tốc hạt lớn. Một số duyên do có thể kể đến như: máy gia tốc hạt lớn có thể tạo ra lỗ đen vũ trụ nhân tạo nuốt trộng địa cầu; Máy gia tốc hạt lớn có thể làm đổi thay trọng trường của địa cầu; làm đổi thay cực từ của địa cầu…
Mặc dù có những nguy cơ như vây nhưng hiệp hội khoa học đã có những tuyên bố về những nguy cơ đe dọa địa cầu như trên chỉ có xác suất rất nhỏ. ích lợi càng cao, rủi ro càng lớn. Dựa vào những thành tựu đã đạt được trong quá khứ của máy gia tốc hạt lớn, chắc chắn trông tương lai sẽ có nhiều kết quả nghiên cứu hơn nữa trong lĩnh vực vật lý lượng tử. Và biết đâu trong số những nghiên cứu đó lại áp dụng để tạo ra những… báu vật như trong túi diệu huyền của mèo máy Doremon.
0 nhận xét:
Đăng nhận xét