3 câu hỏi: Nhanh hơn ánh sáng?

Những ngày vừa qua, các phương tiện thông tin đại chúng đưa tin rầm rộ về những thí nghiệm tiến hành tại phức hợp máy dò hạt Gran Sasso ở Italy; chúng dường như cho thấy các hạt hạ nguyên tử gọi là neutrino truyền từ máy gia tốc hạt khổng lồ tại CERN, ngoại ô Geneva, đến máy dò hạt Italy ở tốc độ hơi cao hơn tốc độ ánh sáng một chút – một kết quả, nếu chính xác, có thể làm lung chuyển một lí thuyết vật lí đã được chấp nhận hơn một thế kỉ qua. Giáo sư vật lí Peter Fisher, trưởng phân viện vật lí hạt và vật lí hạt nhân thực nghiệm thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), đã trả lời một số câu hỏi về những kết quả mới này.

Máy dò hạt OPERA với hai siêu mô-đun giống hệt nhau của nó, mỗi mô-đun chứa một khu mục tiêu và một quang phổ kế. Ảnh: CERN

H: Nếu kết quả này được xác nhận, liệu nó có thật sự đào mồ chôn đối với thuyết tương đối của Einstein, như một số báo cáo khẳng định hay không? Và nếu như vậy, liệu có lí thuyết nào được đề xuất để giải thích nó hay không?

TL: Lí thuyết của Einstein xây dựng trên hai tiên đề, một trong hai tiên đề đó là bức xạ điện từ truyền đi ở tốc độ như nhau (tốc độ ánh sáng, 300 000 km/s) cho dù nhà quan sát chuyển động như thế nào. Các hạt ánh sáng – photon – không có khối lượng, vì thế hệ quả là không có hạt nào có khối lượng có thể chuyển động ở một vận tốc lớn hơn ánh sáng. Những neutrino này có khối lượng rất nhỏ, nhưng khác không, và vì thế sẽ không thể truyền đi nhanh hơn tốc độ ánh sáng.

Đã có những lí thuyết dự đoán những hạt chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng, nhưng, theo tôi được biết, không có lí thuyết nào trong số chúng giải thích được hết những hiện tượng khác mà chúng ta đã đo trên thực nghiệm kể từ thời Einstein.

H: Có loại kiểm tra hay thí nghiệm độc lập nào khác sẽ xác nhận kết quả này để nó được chấp nhận rộng rãi hay không?

TL: Có hai thí nghiệm khác bắn neutrino đi những quãng đường xa có thể cho biết đôi điều về kết quả này. Một thí nghiệm là ở Mĩ, và chùm hạt đi từ Fermilab, gần Chicago, đến một máy dò hạt tên là MINOS ở bắc Minnesota. Thí nghiệm kia thì bắn một chùm neutrino xuyên Nhật Bản đến một thí nghiệm trong một quặng mỏ gọi là Super-Kamiokande. Năng lượng của neutrino trong những thí nghiệm này thấp hơn nhiều so với chùm hạt CERN, nhưng chúng có thể cho biết đôi điều trong thời gian sớm thôi.

H: Nếu hóa ra đây là một loại sai số hệ thống chưa được nhận ra trong các phép đo, thì nó phản ánh các nhà khoa học công bố kết quả đã làm việc không tốt, hay nó chỉ là một sự phản ánh của hiện trạng khoa học hạt cơ bản hiện nay?

TL: Tôi muốn nói nhiều về cái thứ hai. Tôi có biết một số người làm việc tại thí nghiệm OPERA [ở Gran Sasso] và họ là những người rất thận trọng, thấu đáo, họ sẽ không bao giờ công bố một kết quả như thế này trừ khi họ chắc chắn không có sự giải thích nào tốt hơn. Tôi cược rằng cho dù lời giải thích là gì đi nữa, hẳn nó sẽ rất thú vị!

Nguồn: MIT, PhysOrg.com