Lắng nghe 'âm thanh của... Chúa'

Trong vô vàn âm thanh con người từng nghe trên Trái đất, có một âm thanh đặc biệt xuất phát từ cuộc va chạm hạt được tạo ra trong máy gia tốc khổng lồ LHC. Thiết bị này tái hiện điều kiện gần với vụ nổ Big Bang ở quy mô nhỏ, sự kiện được nhiều học giả xem là khởi nguồn của vũ trụ. Vì không ai trên Trái đất có thể trực tiếp nghe âm thanh của Big Bang nguyên thủy, nỗ lực lắng nghe tín hiệu từ LHC trở thành một ý tưởng khoa học đầy táo bạo. Các nhà khoa học thuộc Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu, gọi tắt là CERN, đã tìm cách biến những tín hiệu thu được thành trải nghiệm âm thanh có thể nghe thấy. Công việc này diễn ra tại LHC, cỗ máy thường được gọi bằng biệt danh “cỗ máy của Chúa” vì nhiệm vụ mô phỏng những điều kiện gắn với khởi nguyên vũ trụ. Cụm từ “âm thanh của Chúa” trong trường hợp này mang tính ví von, mô tả âm thanh được tạo ra từ các vụ va chạm hạt trong thiết bị. Để thu nhận tín hiệu, nhóm nghiên cứu lắp đặt bốn thiết bị cảm biến siêu nhạy ATLAS tại khu vực vận hành máy gia tốc. Những cảm biến này được thiết kế để ghi nhận các dấu hiệu phát sinh trong các vụ va chạm, sau đó cung cấp dữ liệu cho quá trình xử lý âm thanh. Nhờ cách chuyển đổi dữ liệu đặc biệt, những sự kiện diễn ra ở thế giới hạt nhỏ bé được đưa về dạng mà tai người có thể tiếp nhận. Mỗi thiết bị cảm biến ATLAS có bảy lớp, tương ứng với những “phím nhạc” trong cách các nhà khoa học mô tả cấu trúc tín hiệu. Cách bố trí nhiều lớp giúp hệ thống ghi lại các đặc điểm khác nhau của vụ va chạm, thay vì chỉ thu một tín hiệu đơn lẻ. Kết quả cuối cùng được nhận xét là khá “đẹp”, rất “âm nhạc”, đồng thời vẫn mang cảm giác hơi “lạ” đối với người nghe. Âm thanh ấy không phải tiếng nổ truyền trong không gian theo cách con người thường hình dung về một vụ nổ lớn. Nó là phiên bản âm thanh hóa của dữ liệu do các cảm biến ghi nhận, giúp công chúng hình dung trực quan hơn về những hiện tượng diễn ra bên trong LHC. Cách thể hiện này biến các con số và tín hiệu khó hiểu thành một trải nghiệm gần gũi, dù bản chất khoa học của chúng vẫn thuộc lĩnh vực vật lý hạt. LHC là tên viết tắt của Large Hadron Collider, máy gia tốc hạt siêu lớn được lắp đặt tại biên giới giữa Pháp và Thụy Sỹ. Hệ thống ống dẫn của cỗ máy có đường kính toàn vòng lên tới 27,2 km, tạo nên một công trình nghiên cứu dưới lòng đất có quy mô đặc biệt. Kích thước khổng lồ ấy cho phép các nhà khoa học tạo ra đường chạy đủ dài để gia tốc những hạt proton cực nhỏ. Trong LHC, các hạt proton được tăng tốc đến vận tốc tiệm cận vận tốc ánh sáng trước khi lao vào nhau trong những điều kiện được kiểm soát. Khi va chạm, chúng vỡ thành nhiều hạt nhỏ hơn, cung cấp manh mối về những thành phần cơ bản tạo nên vũ trụ ngày nay. Việc nghiên cứu các mảnh vỡ hạt giúp giới khoa học tìm hiểu sâu hơn cấu trúc vật chất cùng những quá trình từng diễn ra ở giai đoạn đầu vũ trụ. Vì thế, “âm thanh của Chúa” không phải bản ghi trực tiếp từ thời điểm Big Bang, cũng không phải tiếng nói siêu nhiên được phát hiện trong máy gia tốc. Đó là cách gọi giàu hình ảnh dành cho âm thanh được tạo ra từ dữ liệu va chạm hạt, một cầu nối giữa vật lý hiện đại và cảm nhận đời thường. Từ những tín hiệu gần như vô hình, các nhà khoa học đã tạo nên một trải nghiệm khiến công chúng có thể lắng nghe dấu vết của vũ trụ qua hoạt động của LHC.