Trong vài thập kỷ qua, ngành vật lý hạt đã xây dựng được một mô hình lý thuyết chuẩn, tạo nên khuôn khổ về sự hiểu biết các hạt và tương tác cơ bản trong tự nhiên.
Một trong những thành phần cơ bản của mô hình này là trường lượng tử giả thiết phổ biến, chịu trách nhiệm cung cấp khối lượng cho các hạt. Trường này có tên gọi là trường Higgs.
Nó là hệ quả của lưỡng tính sóng-hạt trong cơ học lượng tử, và tất cả các trường lượng tử đều có một hạt cơ bản đi kèm. Hạt đi kèm với trường Higgs được gọi là hạt Higgs, hay boson Higgs, theo tên của nhà vật lý Peter Higgs - người đã phát minh ra loại hạt này.
Hàng tỷ đô đã được đổ vào công trình nghiên cứu tìm ra "hạt của Chúa".
Hạt Higgs còn được gọi là hạt của Chúa hay hạt Chúa trời, vì tầm quan trọng của nó trong vụ nổ Big Bang cách đây 13,7 tỷ năm. Hạt Higgs nếu tồn tại sẽ chứng tỏ được sự tồn tại của vật chất tối (được cho là chiếm đến 3/4 vũ trụ).
Để tìm ra hạt Higgs, các nhà khoa học phải đập vỡ các hạt cơ bản bằng cách cho chúng lao vào nhau với tốc độ cực lớn.
Để tìm ra bằng chứng, người ta phải đập vỡ các hạt cơ bản (như proton) rồi tìm kiếm hạt Higgs trong đống mảnh vỡ ấy. Các hạt cơ bản chỉ vỡ nếu chúng va vào nhau với vận tốc cực lớn. Chỉ những cỗ máy gia tốc khổng lồ mới có khả năng tạo ra lượng năng lượng đủ lớn để gây va chạm mạnh giữa các hạt.
Tổ chức Nghiên cứu Nguyên tử châu Âu (CERN) và Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia Fermi (Fermilab) tại Mỹ đã tạo ra những cỗ máy như vậy.
Nhưng hạt Higgs chỉ tồn tại trong thời gian cực ngắn. Vì thế, để chứng minh sự tồn tại của chúng, các nhà vật lý chỉ có thể dựa vào những dấu vết mà chúng để lại sau mỗi vụ va chạm giữa các hạt cơ bản. Các nhà vật lý của CERN và Fermilab đã thực hiện hàng nghìn tỷ vụ va chạm giữa các hạt để thu thập dữ liệu trong hơn 10 năm qua.
Ngày 4 tháng 7 năm 2012, Fabiola Gianotti và Joseph Incandela, phát ngôn viên cho hai đội thí nghiệm độc lập ATLAS và CMS trình bày kết quả thực nghiệm của họ về boson Higgs tại LHC. Họ xác nhận mức tin cậy "năm sigma" của bằng chứng về một hạt có đặc tính "tương đồng với boson Higgs", và họ thừa nhận rằng công việc tiếp theo là cần thiết để kết luận rằng nó có mọi đặc tính mà lý thuyết đã tiên đoán về boson Higgs.
Nếu các nhà vật lý chứng minh được sự tồn tại của hạt Higgs, họ cũng sẽ đập tan những luận điệu hoài nghi về sự tồn tại của vật chất tối - thứ có thể chiếm tới 3/4 thành phần vũ trụ. Nhưng hạt Higgs không chỉ có ý nghĩa đối với vũ trụ xa xôi, mà còn mang đến nhiều lợi ích cho cuộc sống trên địa cầu.
"Với hạt Higgs, loài người sẽ có thêm một nguồn năng lượng mới và dồi dào. Ngoài ra hạt Higgs còn có thể giúp con người tạo nên những thành tựu công nghệ đột phá trong giao thông và viễn thông", Michio Kaku, một nhà vật lý của Đại học City tại Mỹ, phát biểu.
Nhật Ly
Tổng hợp