 |
Hình 1: Sơ đồ bố trí cỗ Máy Gia tốc Va chạm Quốc tế (Ảnh: Pablo Vazquez). Nguồn: http://home.web.cern.ch. |
Sau khi tìm ra dấu vết của hạt Higgs Boson nhằm chứng tỏ sự đúng đắn của lý thuyết Mô hình chuẩn của các hạt cơ bản, Máy gia tốc hạt lớn LHC (Large Hadron Collider) ở Trung tâm Nghiên cứu Hạt nhân Châu Ấu CERN ở Geneve (Thụy Sĩ) đã tỏ ra "hụt hơi" trong việc khẳng định chắc chắn và đầy đủ hơn sự tồn tại "hạt của Chúa" và tiến thêm một bước xa hơn nữa trong nghiên cứu thế giới vật chất hay vũ trị bao la chúng ta đang sống, trước hết minh chứng sự tồn tại “vật chất tối” đầy bí ẩn được giả thiết chiếm đến 95% vũ trụ.
Một hệ thiết bị mới được kỳ vọng tiếp nối sứ mệnh của cỗ máy LHC có tên gọi là Máy Va chạm Tuyến tính Quốc tế ILC (International Linear Collider). Nhiều năm qua một Dự án thiết kế ILC đã được tiến hành triển khai với sự hợp tác của nhiều quốc gia. Theo web.cern.ch, đến ngày thứ Tư (12/6/2013) vừa qua, một bản thiết kế kỹ thuật của ILC đã được công bố. Nhóm tác giả dự án chính thức bàn giao một bản báo cáo 5 chương cho Ban giám sát quốc tế thuộc Ủy ban Quốc tế về Máy gia tốc tương lai (ICFA). Bản báo cáo bao gồm thiết kế kỹ thuật và kế hoạch thực hiện với sự tính toán tối ưu về tính khả thi và giá cả…
Máy Va chạm Tuyến tính Quốc tế ILC là một tổ hợp thiết bị thí nghiệm quốc tế nghiên cứu vật lý năng lượng cao hiện đại nhất hiện nay. Cấu trúc của tổ hợp này thể hiện ở sơ đồ kèm theo ở phía trên (xem hình 1).
Hoạt động của tổ hợp ILC này có thể mô tả như sau. Phần chính của ILC là hai máy gia tốc thẳng (hay còn gọi là gia tốc tuyến tính) có chiều dài khoảng 31 km nằm song song nhau. Các máy gia tốc có chức năng tăng tốc độ chuyển động hai chùm hạt cơ bản theo hai hướng ngược nhau. Trong hình vẽ, ống gia tốc các hạt electron (ký hiệu e-) mô tả bằng màu xanh tím và các hạt positron (ký hiệu e+) bằng màu xanh lá cây.
Khi đạt đến tốc độ (hay năng lượng) tối đa hai chùm hạt sẽ được lái cho va chạm nhau trong một hộp chân không gắn với hai đầu dò đặc biệt. Dự tính sẽ xảy ra khoảng 10.000 cú va chạm electron và positron trong mỗi giây sau khi được tăng tốc đến năng lượng 500 tỷ electron-volt (eV); gần tương đương vận tốc ánh sáng. Các hiện tượng vật lý xảy ra, các hạt mới sinh ra do va chạm của hai chùm hạt sẽ được ghi và phân tích nhờ các đầu dò nối với hệ thống phân tích bên ngoài.
ILC sẽ tập hợp khoảng 1000 nhà khoa học và kỹ sư đến từ hơn 100 trường đại học và các phòng thí nghiệm từ hai chục nước, Nhật Bản đang được xem xét làm nơi xây dựng cỗ máy khổng lồ này. Nước này đã lựa chọn một vùng núi để đặt ILC. Họ cũng đang thương thảo với các thành viên khác của dự án ILC, gồm Mỹ, Châu Âu, Trung Quốc và Nga về địa điểm xây dựng ILC. Nhiều nhà khoa học trên thế giới tỏ ra đồng thuận với đề xuất trên của Nhật Bản.
Theo Reuters, chi phí cho dự án này ước tính khoảng 830 tỷ yên Nhật (khoảng 8,67 tỷ đô la Mỹ). Nếu được chấp nhận, nước chủ nhà có thể đồng ý gánh một nửa chi phí xây dựng. Trong tình hình kinh tế toàn cầu khó khăn hiện nay, Nhật Bản không có đối thủ nào trong việc đăng cai xây dựng dự án này. Tuy nhiên, chính phủ nước này cần phải đối phó với các cuộc tranh cãi trong nước do khó khăn về kinh tế chưa khởi sắc sau thảm họa song thần và động đất đầu năm 2011.
Dự kiến dự án sẽ được xây dựng trong mười năm và bắt đầu hoạt động từ năm 2030.
Ước tính chi phí cho dự án này khoảng 830 tỷ yên Nhật ( khoảng 8,67 tỷ đô la Mỹ) và có thể tạo ra việc làm cho khoảng 530.000 người. Nếu ILC được xây dựng ở Nhật Bản, họ được mong chờ sẽ gánh một nửa chi phí xây dựng, mặc dù với dự án đắt tiền này, có thể sẽ gây nhiều tranh cãi trong nước, do tình hình kinh tế đất nước sau thảm họa động đất và sóng thần năm 2011.
Các kết quả thương thảo sẽ được chính thức quyết định vào năm 2015. Còn tổ hợp thiết bị ILC sẽ được xây dựng trong mười năm. Hy vọng từ năm 2030 các nhà khoa học trên thế giới sẽ có một hệ máy gia tốc va chạm quốc tế khổng lồ để khám phá những điều kỳ diệu của thế giới vật chất, của vũ trụ đầy bí ẩn.
Trần Minh
Trung tâm CERN, hệ gia tốc, LHC, hạt Higgs, dự án ILC, vật chất tối, hạt của Chúa
