Năm 2016 – năm giải đáp được các bí ẩn khoa học sau (P1)

[sunshine1104]

Trong năm 2015, rất nhiều những bí ẩn của khoa học đã được khám phá và công nhận trên toàn thế giới, giúp nhân loại bước lên đỉnh cao mới. Trong năm 2016 này, các nhà khoa học sẽ còn tiếp tục công bố thêm những phát kiến khoa học mới.

1. Mô hình chuẩn của vật lý bị lung lay?
Chiếc máy gia tốc hạt lớn (The Large Hadron Collider - LHC) được chế tạo bởi Tổ chức nghiên cứu hạt nhân Châu u (CERN), nằm bên dưới mặt đất tại biên giới Pháp-Thụy Sĩ giữa núi Jura và dãy Alps đã gây ra một sự chấn động lớn trong giới khoa học khi phát hiện ra một loại hạt mới có tên là Higgs Boson vào năm 2012.

Trong năm 2015, cỗ máy LHC này đã bắt đầu hoạt động lại lần thứ hai sau vài năm nâng cấp và có khả năng đập các hạt proton với mức năng lượng cao gấp đôi so với lần hoạt động trước đó. Trong những tháng gần đây, LHC đã cung cấp những tín hiệu cho thấy lại có sự tồn tại của một loại hạt hoàn toàn mới khác nữa.

Điều này có thể là dấu hiệu của hiện tượng “siêu đối xứng ". Đây là một lý thuyết trong đó đề xuất rằng trong Mô hình Chuẩn (Standard Model), mỗi mỗi hạt bất kì đều tồn tại một siêu đối tác (super-partner) nặng hơn đi kèm. Mô hình chuẩn là lý thuyết tốt nhất hiện nay mà chúng ta có về thế giới hạ nguyên tử. Lý thuyết siêu đối xứng đóng vai trò quan trọng trong việc giải thích nhiều bí ẩn cơ bản của lĩnh vực vật lý, chẳng hạn như “vật chất tối” (dark matter) là gì hoặc cách thức các định luật vật lý điều chỉnh sự vận hành của thế giới xung quanh chúng ta.

Sự tồn tại của một loại hạt Higg thứ hai vẫn còn đang là một điều bí ẩn. Và hy vọng trong năm 2016 này chúng ta sẽ tìm được câu trả lời chắc chắn.

2. Liệu có thể tổng hợp thêm nhiều loại nguyên tố nữa?
Từ những năm 1930, các nhà khoa học đã tạo ra thêm nhiều nguyên tố nhân tạo bằng cách đập vỡ các hạt lại với nhau để tạo ra các nguyên tử mới. Trong bảng tuần hoàn Mendeleev hiện nay đã có khoảng 24 nguyên tố tạo ra bằng quá trình tổng hợp nhân tạo. Nguyên tố thứ 118 vẫn chưa được đặt tên cùng với sự tạo ra nguyên tố 117 và thêm bốn nguyên tố khác được phát hiện gần đây đã khiến cho những khoảng trống còn lại trong bảng tuần hoàn bây giờ đã được lấp đầy.

Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực để tiếp tục mở rộng bản tuần hoàn ra thêm. Họ cố gắng tạo ra thêm các nguyên tố thứ 120 và cao hơn nữa. Hầu hết các tiến bộ gần đây đều dựa trên việc sử dụng các đồng vị giàu neutron Canxi-48 như một viên đạn hạt nhân bắn vào một hạt nhân nặng khác để tạo ra các nguyên tố mới.

Nhưng trong tương lai, các nhà khoa học sẽ sử dụng chính các nguyên tử nặng để làm đạn bắn chứ không phải đơn thuần chỉ là mục tiêu nhắm bắn như trước đây. Điều này có thành công hay không phải phụ thuộc rất nhiều vào sự nâng cấp hệ thống các máy gia tốc hạt hiện nay. Hy vọng rằng không như những nguyên tố nhẹ bị phân hủy nhanh chóng sau khi được tổng hợp, các nguyên tố nặng sẽ tồn tại lâu dài và ổn định hơn.

3. Giải mã vật chất tối
Vật chất tối là một loại vật chất bí ẩn tồn tại khắp nơi trong vũ trụ. Thậm chí chúng còn nhiều gấp khoảng năm lần so với loại vật chất thông thường tạo nên các ngôi sao, hành tinh và cả chính bản thân chúng ta. Mặc dù vậy, hiện nay các nhà khoa học cũng chỉ có được những bằng chứng gián tiếp về vật chất tối thông qua quan sát thiên văn chứng minh được loại vật chất này đã gây ra lực hấp dẫn lên các ngôi sao và thiên hà.

Nếu chúng ta không nắm bắt và thực hiện các phép đo lường loại vật chất này một cách trực tiếp thì chúng ta sẽ không thể nào biết được chắc chắn vật chất tối là gì và làm thế nào nó lại phù hợp với mô hình chuẩn của vật lý hạt hiện nay.

Những thí nghiệm chuyên dụng được thực hiện trong các khu vực đặv thù như phòng Thí nghiệm Xenon Lớn nằm dưới lòng đất (Large Underground Xenon – LUX) đã làm tăng thêm độ chính xác trong việc bắt giữ vật chất tối.

Các nhà khoa học miêu tả rằng loại vật chất này là “những hạt lớn nhưng lại có lực tương tác nhẹ” khi so sánh với loại vật chất thông thường trên Trái Đất. Chính vì thế, năm 2016 có thể là năm mà chúng ta sẽ thật sự nhìn thấy được loại vật chất bí ẩn này trong phòng thí nghiệm.

vbf @ sưu tầm