Vén màn bí mật về vũ trụ khi LHC 'tái xuất'

Máy gia tốc hạt khổng lồ (LHC) lần đầu tiên đã đẩy nhanh tốc độ bắn những chùm proton, làm dấy lên hy vọng của nhân loại trong nỗ lực khám phá nguồn gốc của vũ trụ, từ ngày 24/11.

Vũ trụ được hình thành sau vụ nổ Big Bang, nhưng chúng ta chưa thực sự hiểu rõ bằng cách nào và tại sao vũ trụ lại phát triển như ngày nay. Và LHC có thể sẽ là lời giải cho những thắc mắc này?

Năng lượng của các chùm proton tăng thêm 20%, từ 450 tỷ eV điện tử vôn lên 540 tỷ điện tử vôn. Đây là tin tức tốt lành đối với giới khoa học sau thời gian ròng rã khắc phục sự cố về điện, khiến LHC bị “đắp chiếu” gần một năm chỉ sau vỏn vẹn 9 ngày hoạt động.

Tái xuất đầy ấn tượng

Tối 20/11, các nhà khoa học đã nhanh chóng khởi động thành công LHC và thực hiện cuộc thí nghiệm đầu tiên trên cỗ máy trị giá 10 tỷ USD này sau 14 tháng khắc phục sự cố.

Việc khởi động đã diễn ra nhanh hơn dự kiến khi chùm tia proton đã được bắn đi theo chiều kim đồng hồ và khoảng hai giờ sau, các nhà khoa học đã bắn thêm một chùm tia khác ngược chiều kim đồng hồ với mục tiêu là khởi động lại và tái hiện vụ nổ Big Bang qua các cú va chạm giữa các hạt proton.

Niềm vui của các nhà khoa học sau khi LHC được khởi động lại. Ảnh: NYT

Sự di chuyển của các luồng hạt proton là một thành công đáng kể. Giới khoa học đánh giá đây là một dấu mốc quan trọng trên con đường hướng tới những khám phá khoa học với cỗ máy khổng lồ này. Theo James Gillies, người phát ngôn của CERN, đây mới là thử nghiệm sơ bộ, song mọi việc đang diễn ra khá suôn sẻ.

LHC mang trên vai trọng trách giúp loài người tìm hiểu về nguồn gốc của vũ trụ. Các nhà khoa học hy vọng qua thử nghiệm cho hai chùm hạt proton chuyển động ngược chiều nhau trong máy gia tốc va chạm ở tốc độ gần với tốc độ ánh sáng có thể tái tạo ở quy mô nhỏ ''Vụ nổ lớn'' (Big Bang) đã tạo nên vũ trụ cách đây 13,7 tỷ năm.

Các chùm hạt proton bắn ra được hỗ trợ bằng hệ thống gồm 1.600 thanh nam châm siêu dẫn (có những thanh dài tới 15m). Theo các chuyên gia, năng lượng của chùm proton dù được tăng lên 540 tỷ eV, song vẫn không thấm tháp để có thể thực hiện tham vọng của giới khoa học, khám phá sự hình thành vũ trụ.

Theo CERN, sau thành công bước đầu này, dự kiến trong nửa đầu năm 2010, các nhà khoa học sẽ tăng chỉ số này lên 1,2 nghìn tỷ eV, biến LHC trở thành cỗ máy mạnh nhất thế giới, vượt cả Tevatron tại Fermilab gần Chicago (Mỹ), hiện vận hành ở mức 1 ngàn tỷ eV.

Giới chuyên môn dự đoán những bí ẩn về vũ trụ sẽ dần hé mở sau khi LHC tăng năng lượng của các chùm proton lên 3,5 nghìn tỷ eV. Mục tiêu dài hạn đặt ra đối với cỗ máy này là 7 nghìn tỷ eV. Dự kiến tuổi thọ của LHC là 15 năm.

“Khởi đầu nan”

Đây là một thí nghiệm được xem là lớn nhất của loài người từ trước tới nay. Các nhà khoa học của Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) đã dốc sức nghiên cứu và cho ra đời LHC, cỗ máy trị giá nhiều tỷ USD được thiết kế nhằm "vén bức màn bí mật" về nguồn gốc vũ trụ.

Hàng ngàn chuyên gia vật lý hàng đầu thế giới đã mất gần 20 năm để hoàn thành cỗ máy này. LHC được xây dựng trong một tổ hợp ngầm dưới lòng đất ở vùng biên giới giữa Pháp và Thụy Sĩ. Cỗ máy được kích hoạt ngày 10/9/2008 và đã trở thành một sự kiện khoa học lớn của thế giới. Nhưng chỉ vài ngày sau đó, ngày 19.9, nó đã phải ngừng hoạt động do rò rỉ một lượng lớn khí heli.

Cỗ máy LHC nằm ở độ sâu 100m dưới mặt đất. Các đường ống dẫn proton dài tới 27km.

Trong lần chạy thử đầu tiên, bằng 120 nam châm điện cực mạnh hoạt động ở nhiệt độ -271,3 độ C, các nhà vật lý thuộc CERN đã bắn thành công 33 chùm hạt proton theo chiều kim đồng hồ và sau đó theo chiều ngược lại trong một đường ống dài 27km của LHC.

Thế nhưng chỉ 48 giờ sau, sự cố đầu tiên đã xảy ra với máy biến áp nặng 30 tấn và để thay thế cần mất vài ngày. Ngày 19/9, LHC được khởi động lần hai, nhưng lần này dây dẫn giữa hai nam châm điện bị hỏng gây rò rỉ heli lỏng vào đường ống của máy gia tốc. Thế là những tháng ngày đợi chờ trong hy vọng mong manh bắt đầu.

Một số thông tin về LHC:

- Địa điểm: Một đường hầm nằm ở độ sâu 100 m dưới mặt đất, dài 27 km ở khu vực biên giới giữa Pháp và Thụy Sĩ.
- Tổng giá trị: 10 tỷ USD.
- Chi phí sửa chữa: 40 triệu USD.
- Khởi động lần đầu: 10.9.2008.
- Số nhà khoa học tham gia chế tạo: hơn 8.000 người.