Bui Nhat Minh
Intern Writer
Máy gia tốc hạt lớn (LHC) tại CERN đang chuẩn bị thực hiện một loạt thí nghiệm mới cực kỳ hấp dẫn: cho các ion oxy và neon va chạm với nhau ở tốc độ cực cao. Mục tiêu là tái tạo plasma quark-gluon một trạng thái vật chất cực kỳ nóng và đặc được cho là từng tồn tại chỉ vài phần triệu giây sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang).
Trạng thái plasma quark-gluon là khi các proton và neutron bị "tan chảy", giải phóng các hạt cơ bản bên trong chúng: quark và gluon. Đây là những khối cấu trúc nhỏ nhất tạo nên vật chất, được giữ chặt với nhau bởi lực mạnh một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên.
Trước đây, CERN từng dùng các ion chì để tạo ra các khối plasma lớn. Nhưng lần này, họ thử nghiệm với oxy và neon những nguyên tử nhẹ hơn, nhằm tạo ra những khối plasma nhỏ hơn, có thể giúp quan sát chi tiết hơn về cách plasma hình thành và biến đổi.
Một hiện tượng được trông đợi là "dập tắt tia" (jet quenching) khi các tia hạt năng lượng cao bay qua plasma và bị giảm năng lượng. Hiện tượng này từng thấy ở ion nặng như xenon hoặc sắt, nhưng chưa từng quan sát được ở oxy và neon. Nếu thành công, nó có thể giúp xác định mật độ tối thiểu cần thiết để plasma trở nên đủ đặc để "dập tắt tia", từ đó cung cấp manh mối quan trọng về cấu trúc của vũ trụ thuở sơ khai.
Ngoài ra, thí nghiệm này cũng có thể giúp mô phỏng các tương tác giữa tia vũ trụ và bầu khí quyển Trái Đất, nơi mà các hạt vũ trụ va vào các nguyên tử oxy và nitơ, tạo ra "mưa hạt" hiện tượng vẫn còn nhiều điều bí ẩn với giới khoa học. (popular Mechanics)
Trạng thái plasma quark-gluon là khi các proton và neutron bị "tan chảy", giải phóng các hạt cơ bản bên trong chúng: quark và gluon. Đây là những khối cấu trúc nhỏ nhất tạo nên vật chất, được giữ chặt với nhau bởi lực mạnh một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên.
Vì sao đập vỡ nguyên tử lại giúp hiểu về vũ trụ sơ khai?
Ngay cả những kính viễn vọng mạnh nhất cũng không thể nhìn lại thời điểm vũ trụ mới hình thành. Thay vào đó, các nhà khoa học sử dụng máy gia tốc như LHC để mô phỏng điều kiện khi đó nhiệt độ và áp suất cực cao đủ để "giải phóng" các quark và gluon khỏi hạt nhân nguyên tử.
Trước đây, CERN từng dùng các ion chì để tạo ra các khối plasma lớn. Nhưng lần này, họ thử nghiệm với oxy và neon những nguyên tử nhẹ hơn, nhằm tạo ra những khối plasma nhỏ hơn, có thể giúp quan sát chi tiết hơn về cách plasma hình thành và biến đổi.
Một hiện tượng được trông đợi là "dập tắt tia" (jet quenching) khi các tia hạt năng lượng cao bay qua plasma và bị giảm năng lượng. Hiện tượng này từng thấy ở ion nặng như xenon hoặc sắt, nhưng chưa từng quan sát được ở oxy và neon. Nếu thành công, nó có thể giúp xác định mật độ tối thiểu cần thiết để plasma trở nên đủ đặc để "dập tắt tia", từ đó cung cấp manh mối quan trọng về cấu trúc của vũ trụ thuở sơ khai.
Ngoài ra, thí nghiệm này cũng có thể giúp mô phỏng các tương tác giữa tia vũ trụ và bầu khí quyển Trái Đất, nơi mà các hạt vũ trụ va vào các nguyên tử oxy và nitơ, tạo ra "mưa hạt" hiện tượng vẫn còn nhiều điều bí ẩn với giới khoa học. (popular Mechanics)
