Mỹ tuyên bố gần tìm ra “Hạt của Chúa”

Năm 2012 được giới vật lý đánh giá là thời điểm có xác suất cao nhất để con người chạm tới lời giải cho một trong những bí ẩn lớn của vật lý hạt: hạt Higgs. Những bằng chứng mới xuất hiện cho thấy cuộc săn tìm loại hạt đặc biệt này đã tiến gần hơn bao giờ hết, dù các nhà khoa học vẫn cần thêm dữ liệu để xác nhận. Trong nhiều thập kỷ, Higgs được xem như mảnh ghép còn thiếu trong bức tranh lý thuyết mô tả các hạt cơ bản của vũ trụ. Hạt Higgs được tin là giúp giải thích vì sao những hạt khác nhau lại có khối lượng, một đặc tính nền tảng nhưng lâu nay chưa được lý giải trọn vẹn. Chính vai trò được xem là đặc biệt quan trọng ấy khiến truyền thông đặt cho nó biệt danh “Hạt của Chúa”, dù nhiều nhà khoa học không thật sự hài lòng với cách gọi này. Tên gọi gây chú ý, nhưng giá trị khoa học của Higgs nằm ở khả năng kiểm nghiệm một dự đoán then chốt trong Mô hình Chuẩn. Bất chấp nhiều năm quan sát và phân tích, các phòng thí nghiệm vẫn chưa trực tiếp nhìn thấy hạt Higgs trong những thí nghiệm trước đó. Các nhà vật lý phải tìm kiếm dấu hiệu gián tiếp, bởi hạt này nếu được tạo ra sẽ phân rã rất nhanh thành những hạt khác. Vì vậy, việc nhận diện Higgs đòi hỏi máy gia tốc mạnh, lượng dữ liệu lớn cùng những phương pháp thống kê đủ chính xác để phân biệt tín hiệu thật với nhiễu. Tại phòng máy gia tốc hạt Tevatron thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Fermi ở Mỹ, các nhà nghiên cứu vừa công bố kết quả giúp thu hẹp đáng kể phạm vi truy tìm hạt Higgs. Theo dữ liệu được phân tích, hạt này có thể sở hữu khối lượng nằm trong khoảng 115 đến 135 giga-electron volt, viết tắt là GeV. Con số ấy trở nên dễ hình dung hơn khi so sánh với proton, hạt chỉ có khối lượng khoảng 0,938 GeV. Nhóm nghiên cứu cho biết họ đã ghi nhận một dấu hiệu rất giống với điều được dự đoán khi hạt Higgs xuất hiện trong các va chạm năng lượng cao. Dấu hiệu này khó giải thích đầy đủ nếu không giả định sự hiện diện của một loại hạt mới, dù kết luận cuối cùng vẫn cần thêm bằng chứng độc lập. Phát hiện dạng này chưa đồng nghĩa Higgs đã được xác nhận, nhưng nó tạo ra một hướng dẫn quan trọng cho những phép đo tiếp theo. Nhà vật lý Wade Fisher thuộc Đại học Michigan nhận định rằng nếu tín hiệu thực sự bắt nguồn từ hạt Higgs, đây sẽ là cột mốc trọng đại đối với cộng đồng vật lý thế giới. Kết quả ấy đồng thời củng cố nền móng cho Mô hình Chuẩn, lý thuyết đã mô tả rất thành công các hạt cơ bản được biết đến trong vũ trụ. Tuy nhiên, cách diễn giải thận trọng vẫn cần được duy trì, bởi dấu hiệu ban đầu phải vượt qua những tiêu chuẩn kiểm chứng nghiêm ngặt của vật lý thực nghiệm. Mô hình Chuẩn hiện mô tả nhiều thành phần cơ bản của tự nhiên, từ các hạt cấu tạo vật chất đến những hạt truyền tương tác giữa chúng. Hạt Higgs là hạt duy nhất được lý thuyết này dự đoán nhưng tại thời điểm bài viết chưa từng được quan sát bằng chứng trực tiếp ngoài thực tế. Nếu được tìm thấy, Higgs sẽ hoàn thiện phần còn thiếu quan trọng trong lý thuyết, đồng thời mở ra những câu hỏi mới về giới hạn của mô hình. Cuộc truy tìm không chỉ diễn ra tại Mỹ, bởi tháng 12 năm trước, các nhà khoa học ở máy gia tốc LHC thuộc CERN tại Thụy Sĩ cũng công bố những manh mối hướng tới sự tồn tại của hạt Higgs. Khi kết quả từ Tevatron và LHC cùng tập trung vào một vùng khối lượng tương tự, kỳ vọng về một phát hiện trong năm 2012 càng trở nên mạnh mẽ. Dẫu vậy, hạt Higgs chỉ có thể được công nhận khi nhiều dữ liệu, nhiều phép phân tích và các nhóm nghiên cứu độc lập cùng xác nhận một cách thuyết phục.