Thí nghiệm đơn cực từ tại CERN có thể viết lại các định luật vật lí

Một thí nghiệm do một nhà nghiên cứu của trường đại học Alberta chỉ đạo, tại Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) ở CERN, có thể làm thay đổi kịch tính những khái niệm vật lí cơ sở của chúng ta, làm cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về Vũ trụ và cuối cùng có thể đưa đến những công nghệ tương lai mà hiện tại chỉ có thể tồn tại trong truyện khoa học viễn tưởng.

Giáo sư vật lí trường đại học Alberta, James Pinfold, đang lãnh đạo một đội quốc tế gồm các nhà vật lí sẽ sử dụng các va chạm proton năng lượng cực cao. Các proton sẽ chuyển động rất gần tốc độ ánh sáng, trong cuộc tìm kiếm một hạt giả thuyết, định luật đơn cực từ.

Đơn cực từ là một hạt giả thuyết của vật chất. “Một vài lí thuyết vật lí quan trọng đã được xây dựng trên niềm tin rằng các đơn cực từ tồn tại và sẽ là một bước tiến khoa học to lớn nếu chứng minh được điều đó”, Pìnfold nói.

Nếu thành công, Pinfold nói, các sách giáo khoa vật lí từ cấp đại học cho đến cấp trung học đều sẽ phải sửa lại.

“Kiến thức thông thường của chúng ta về các nam châm cho chúng ta biết rằng chúng có một cực bắc và một cực nam”, Pinfold nói. “Một đơn cực từ chỉ một cực duy nhất và sẽ làm thay đổi kiến thức của chúng ta và tiềm năng của lực điện từ”, lực liên kết các hạt vật chất lại với nhau. “Lực điện từ là một nguyên do khiến, khi tôi ngồi trên một chiếc ghế, tôi không rơi xuyên qua nó”.

Pinfold nói việc khám phá ra các đơn cực điện tử sẽ mở ra một tương lai hoàn toàn mới cho vật liệu học và công nghệ nếu như các nhà khoa học có thể tạo ra một số lượng lớn của chúng. “Các đơn cực từ có thể làm cho các chất liệu đủ mạnh để trụ vững trong một vụ nổ hạt nhân và còn có thể cho phép bay bằng từ”.

Kiến thức thông thường về các nam châm là chúng phải có cực bắc lẫn cực nam. Vào năm 1930, người ta đã chứng minh được rằng một hạt hạ nguyên tử với chỉ một cực từ là có thể tồn tại. Một vài lí thuyết vật lí hiện đại được xây dựng trên cơ sở sự tồn tại lí thuyết của các đơn cực từ.

Hồi năm ngoái, các nhà nghiên cứu ở Pháp và Đức đã báo cáo quan sát thấy những trạng thái nhất định của băng spin, một loại chất liệu kết tinh về cơ bản có những sự sắp xếp nguyên tử giống như nước đóng băng sẽ tạo ra những hạt giống như đơn cực từ. Nhưng Pinfold cảnh báo, “những ‘đơn cực giả’ này không làm nao núng thực tế cái do nhóm đại học Alberta đã và đang tìm kiếm tại CERN”.

Thí nghiệm do đại học Alberta lãnh đạo đang triển khai tại LHC và Pinfold nói ông hi vọng sẽ sớm tìm ra bằng chứng của các đơn cực từ vào năm 2011. “Thật khá vinh dự khi được thực hiện thí nghiệm này”, Pinfold nói. “Chúng tôi không thể chờ cho đến khi tay mình được sờ vào những dữ liệu từ LHC nữa”.

Tại CERN, ở biên giới Thụy Sĩ-Pháp, đội của Pinfold sẽ sử dụng LHC, máy gia tốc hạt chu vi 27 km, để tìm kiếm các đơn cực từ ở dạng những mảnh vỡ tạo ra bởi những hạt proton va chạm nhau. Các va chạm proton sẽ tạo ra năng lượng chưa có tiền lệ, 14 TeV. Những quả cầu lửa nhỏ xíu tạo ra trong cú va chạm sẽ tái tạo lại năng lượng sinh ra ngay sau Big Bang, sự kiện đã khai sinh ra vũ trụ.

Theo PhysOrg.com