Các nhà vật lý đang làm việc tại CERN, máy gia tốc hạt châu Âu gần Geneva, Thụy Sĩ, đã bẫy được hạt boson Higgs đầu tiên. Họ đã quan sát nó phân rã trực tiếp thành những hạt cấu tạo vật chất (còn gọi là Fermion) hơn là chỉ tạo thành các hạt truyền lực (boson), như đã biết trước đây.

"Đó là một bước tiến quan trọng trong việc tìm hiểu hành vi của một hạt," theo lời Fabiola Gianotti, một nhà vật lý tại CERN, phát biểu ngày 23 tháng Sáu, 2014 tại một cuộc họp của Diễn đàn mở EuroScience tại đây.

Một phát ngôn viên của CERN gọi nó là phát hiện quan trọng nhất kể từ khi hạt Higgs được xác nhận tháng Bảy năm 2012.

Một phần của bộ detector Compact Muon Solenoid (CMS) đang được lắp đặt. {credit Maximilien Brice/CERN}Một phần của bộ detector Compact Muon Solenoid (CMS) đang được lắp đặt. {credit Maximilien Brice/CERN}

Kết quả xuất hiện ngày 22 tháng Sáu trên tạp chí Nature Physics. Chúng đến từ thí nghiệm Compact Muon Solenoid (CMS) tại máy gia tốc lớn (LHC) của CERN, đã va chạm các proton với nhau ở mức năng lượng lý tưởng để tách ra được hạt Higgs. Cho đến nay, hạt Higgs được cho là sẽ chỉ phân rã trực tiếp thành các boson khác - cụ thể là các hạt mang lực điện từ (photon) và các lực yếu (hạt Z và W). Đã có những dấu hiệu gián tiếp cho thấy nó cũng có thể phân rã thành các fermion, nhưng việc đánh giá sự liên quan trực tiếp đến các hạt fermion sẽ khó khăn hơn, Gianotti nói. Nó cần phải được thực hiện để xác nhận hạt Higgs có các đặc tính như đã dự đoán.

Các nhà khoa học CMS đã đánh giá sự phân rã của hạt Higgs thành hai dạng fermion: các bottom quark (quark đáy) và phản quark của chúng, và các Tau Lepton (Lepton Tau) và phản hạt của chúng. "Giờ đây chúng ta đã thực sự quan sát nó với ý nghĩa rất cao," theo lời Gianotti.

LHC đã bị đóng cửa từ đầu năm 2013 để bảo trì và nâng cấp thiết bị và các nam châm siêu dẫn để dẫn các chùm hạt đi qua nó ở năng lượng cao. Cỗ máy được mong đợi sẽ tái khởi động vào tháng Tư 2015, theo lời Rolf-Dieter Heuer, giám đốc CERN, nói tại cuộc họp. Kế hoạch cho lần chạy khoa học thứ hai kêu gọi mức năng lượng vận hành lên đến 6.5 teraelectronvolts (TeV) cho mỗi chùm hạt, mang lại tổng năng lượng va chạm đến 13 TeV.

Chỉ sau khi các nhà khoa học có được một số dữ liệu đầu tiên từ lần chạy 13 TeV, Heuer cho biết, CERN sẽ xem xét tăng mức năng lượng của máy gia tốc lên cao hơn để đạt được mức năng lượng thiết kế là 14 TeV.

Giữa năm 2009 và 2012, trong lần chạy khoa học đầu tiên để va chạm proton, máy gia tốc vận hành ở mức tối đa là 8 TeV. "Tất cả chúng ta thấy trước một chương trình tiếp theo 20 năm tại LHC," Heuer nói. "Khám phá hạt boson Higgs đã trở nên dễ dàng - công việc bắt đầu từ đây."

Hien PHAN
Theo Nature

Author: Hien PHAN
Cựu thành viên CLB Thiên văn học Đà Nẵng - DAC; giảng viên khoa Vũ trụ và Ứng dụng, trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội - USTH (Đại học Việt Pháp).