Vào năm 2010, chương trình nghiên cứu Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) chính thức đi vào hoạt động khi các nhà khoa học bắt đầu thu thập dữ liệu vật lí từ những va chạm hạt đầu tiên trong máy LHC.
Nỗ lực khoa học mang tính toàn cầu, quy mô khổng lồ này đã ảnh hưởng như thế nào đến thế giới? Những con số dưới đây do tạp chí Symmetry tổng hợp sẽ nói lên điều đó.
278
petabyte dữ liệu
Trong thập niên qua, các thí nghiệm LHC đã thu thập được gần 280 petabyte dữ liệu, chúng được các nhà khoa học ghi trữ trên băng từ. Bạn sẽ phải xem trang Netflix 24/7 trong hơn 15.000 năm mới dùng hết lượng dữ liệu như thế! Nhưng từ một góc nhìn khác, những nền tảng như Facebook (có 2,5 tỉ người dùng) thu thập lượng dữ liệu như thế chỉ trong 70 ngày!
~ 8 triệu
boson Higgs
Mặc dù không thể biết số lượng xác thực về boson Higgs mà LHC tạo ra, nhưng các nhà khoa học có thể sử dụng các phương trình Mô hình Chuẩn để dự đoán số lượng boson Higgs mà LHC phải tạo ra. Các nhà khoa học xét hết mọi cách mà boson Higgs có thể được tạo ra, khả năng của mỗi quá trình, cùng năng lượng và tổng số va chạm. Nghiên cứu các boson Higgs đó, các nhà khoa học đã xác định chính xác khối lượng, điện tích, spin và chu kì bán rã của hạt Higgs. Họ tiếp tục khảo sát nhiều cách hạt Higgs tương tác với các hạt khác và sử dụng nó làm công cụ tìm kiếm nền vật lí mới vượt ngoài Mô hình Chuẩn.
2.725
bài báo khoa học
Cứ mỗi tuần, số lượng bài báo khoa học mà các nhà khoa học LHC công bố lại đều đặn tăng lên khi họ sàng lọc kho dữ liệu, nghiên cứu các hiện tượng hiếm và tìm kiếm nền vật lí mới. Trong số này có công sức của hàng nghìn nghiên cứu sinh trên con đường làm luận án tiến sĩ của họ.
7,5 tỉ
Mạng lưới Điện toán LHC Toàn cầu đòi hỏi
Các nhà vật lí cần một lượng công suất điện toán khổng lồ để thực hiện nghiên cứu của họ - hơn rất nhiều so với một laptop chuẩn có thể cung cấp. Mỗi ngày vài nghìn nhà vật lí lại trưng ra tổng cộng khoảng 2 triệu “việc làm” trước Mạng lưới Điện toán LHC Toàn cầu. Mỗi “việc làm” là một viên gạch quan trọng trong khối công trình khoa học đang tăng trưởng.
39,5 triệu tỉ
va chạm
Số lượng va chạm ghi nhận được bởi bốn thí nghiệm chính tại LHC là gần 40 triệu tỉ, hay theo lời các nhà vật lí là 395 “nghịch đảo femtobarn”. (Mỗi nghịch đảo femtobarn tương ứng với khoảng 100 nghìn tỉ va chạm). Để đối chiếu, tiền bối của LHC – máy va chạm hạt Tevatron tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia Fermi thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kì – đã sản sinh hơn 20 fb-1 kỉ lục khi ấy cho hai thí nghiệm của nó trong tiến trình 25 năm va chạm proton-phản proton. Hiện nay, số lượng va chạm LHC ghi được chỉ riêng bởi thí nghiệm ATLAS hay CMS (~190 fb-1) là tương đương với tổng số con kiến trên Trái Đất.
15
đối hạt mới
CERN được điều phối bởi 23 nước thành viên, nhưng các nhà khoa học từ hơn 600 viện nghiên cứu trên khắp thế giới đang làm việc với các thí nghiệm và dự án mà nó triển khai. Kể từ 2010, CERN đã chính thức bổ sung thêm 15 quốc gia mới – Albani, Bangladesh, Costa Rica, Kazathstan, Latvia, Lebanon, Mongolia, Nepal, Palestine, Paraguay, Philippines, Qatar, Sri Lanka, Thailand và Tunisia – vào cộng đồng nghiên cứu của nó thông qua các thỏa thuận hợp tác song phương chính thức. Hiện nay, tổng số nước hợp tác là khoảng 80 nước. Các viện nghiên cứu của Mĩ được trợ cấp bởi Phòng Khoa học trực thuộc Bộ Năng lượng.
1
microgram proton
Khi hoạt động, LHC có hơn 300 nghìn tỉ proton quay tròn trong hai đường ống dẫn hạt của nó. Nhưng chúng quá nhỏ bé nên cho dù bạn có cộng gộp toàn bộ số proton từng gia tốc trong cỗ máy kể từ 2010, chúng chỉ chiếm một lượng chừng bằng kích cỡ của một hạt phấn hoa.
>1 triệu
du khách
CERN đã đón tiếp hơn 45.000 tour du lịch nói 32 thứ tiếng thông qua chương trình đón khách tham quan của nó, cho phép hơn 1 triệu du khách đến khám phá công trình phòng thí nghiệm vật lí lớn nhất thế giới. Và trong hai Open Day cuối tuần đặc biệt – một vào năm 2013 và một vào năm 2019 – CERN đã chào đón trung bình 36.000 du khách một ngày! Con số đó ngang ngửa với số khách trung bình đến Disneyland Paris mỗi ngày. Du khách Open Day được phép đến vô số địa điểm, ví dụ như đường hầm LHC chỉ chính thức cho người có phận sự đặt chân vào.
250
nghệ sĩ
Mỗi năm phòng nghệ thuật tại CERN mời các nghệ sĩ đến làm việc cùng với các nhà vật lí hạt và kĩ sư tại CERN. Kết quả là các lắp đặt, sắp đặt và các dự án đa phương tiện lan truyền khắp thế giới và truyền cảm hứng cho vô số người đam mê nghệ thuật và khoa học. Chẳng hạn, vào năm 2019, hơn 80.000 du khách đã đến tham quan triển lãm Quantum/Broken Symmetries trưng bày các tác phẩm của 10 nghệ sĩ từng làm việc tại CERN.
130
sự kiện công chúng
Trung tâm Thế giới về Khoa học và Sáng kiến tại CERN không chỉ là một danh thắng mang tính biểu trưng; nó còn là nơi tổ chức các hội nghị, sô diễn, hội thảo, chiếu phim và trình diễn nghệ thuật. Kể từ 2010, khoảng 40.000 du khách đã đến tham dự sự kiện do CERN tổ chức bên trong Trung tâm. CERN còn tổ chức các sự kiện trong cộng đồng địa phương, bao gồm những buổi thuyết trình tại trường học, hội chợ khoa học và đàm luận tại rạp chiếu phim.
>50
nhóm hợp tác tính toán
Kể từ 2010, phòng thí nghiệm mở CERN đã phê chuẩn hơn 50 dự án hợp tác thông qua đó các nhà khoa học máy tính CERN làm việc với các công ty công nghệ hàng đầu về nghiên cứu và phát triển. Các công ty triển khai thử nghiệm các sản phẩm mới nhất của họ trong môi trường nghiên cứu tiên tiến của CERN, và CERN có cơ hội dùng thử các công nghệ mới xuất hiện. Chẳng hạn, các dự án hiện nay với các công ty Intel và Micron đang khai thác cách sử dụng học máy để cải thiện quá trình xử lí dữ liệu từ các va chạm hạt. Đồng thời, các dự án với Oracle và Siemens đang sử dụng các công nghệ như thế để giúp cải thiện các hệ thống kiểm soát cho LHC.
>300
dự án chuyển gia kiến thức
Ban Chuyển giao Kiến thức của CERN hợp tác với các tổ chức học thuật và công nghiệp để tìm kiếm những công dụng mới ngoài vật lí hạt cho công nghệ phát triển tại CERN. Kể từ 2010, CERRN đã kí hơn 300 giao ước chuyển giao kiến thức với các trường đại học và các công ty làm việc trong các lĩnh vực như bảo an, công nghệ y tế và kĩ thuật hàng không vũ trụ. Một chương trình hợp tác đáng chú ý là một đội khoa học kiểu cha-con đã sử dụng chip Medipix của cERN để phát triển kĩ thuật tia X màu 3D đầu tiên trên thế giới vào năm 2018.
10.329
nhà giáo
Các chương trình nhà giáo quốc gia và quốc tế của CERN đã chào đón các nhóm nhà giáo từ khắp nơi đến phòng thí nghiệm trong ba ngày đến hai tuần. Trong thời gian lưu trú, các nhà giáo đến tham qua các thí nghiệm, nói chuyện với các nhà vật lí, và thảo luận những cách đưa vật lí hiện đại vào lớp học của họ. Hơn 10.000 nhà giáo đã tham gia.
2.947
sinh viên trại hè
Kể từ 2010, gần 3.000 sinh viên đã tham gia các chương trình trại hè sinh viên CERN, trong đó có hơn 150 sinh viên đến từ Mĩ. Các sinh viên này được đào tạo, bồi dưỡng và hướng dẫn khi họ đặt chân vào nghiên cứu khoa học thật sự và học về vật lí hạ.
~10 triệu
tách cà phê
Các nhà hàng tại CERN bán ra khoảng 30 kilogram cà phê mỗi ngày. Xét mỗi kilogram cà phê thường cho ra 120 đến 140 tách cà phê, thì đại khái có khoảng 4.000 tách mỗi ngày!
Nguồn: Symmetry Magazine
