Chắc chắn rằng
khám phá khoa học thú vị nhất trong năm 2012
là việc tìm ra được một hạt mới
tại phòng thí nghiệm CERN
đó có thể là Hạt Higgs
Loại hạt được đặt tên theo nhà vật lý học Peter Higgs
Trường Higgs được cho là đã
tạo khối lượng cho nguyên tử cơ bản
như hạt quark
nay Leptons
rồi từ đó tạo ra những vật chất thường
Những hạt Higgs chuyển động lắc lư trong trường
như sự va chạm bạn thấy
khi giật mạnh sợi dây
Nhưng bằng cách nào trường này đem lại khối lượng cho các hạt
Nó nghe có vẻ rất rắc rối với bạn
và với ai nó cũng như thế
Năm 1993, bộ trưởng bộ khoa học Anh
đã đố những nhà vật lý tìm ra một cách đơn giản
để giải thích về Higgs.
Phần thưởng là một chai rượu sâm panh hảo hạng
Giải thích đã giành chiến thắng là thế này:
Giả sử có một buổi tiệc cocktail ở
phòng thí nghiệm CERN
với đầy rẫy những nhà vật lý hạt.
Những nhà vật lý này được ví như là trường Higgs
Nếu người đi thu thuế bước vào bữa tiệc này
Sẽ chẳng ai muốn nói với họ
và họ sẽ dễ dàng vượt qua đám đông
để đến quầy bar
Việc người thu thuế không tiếp xúc với đám đông
giống như việc
có một vài loại hạt không tương tác với trường Higgs
Những hạt không tương tác,
ví dụ như photon
được gọi là không có khối lượng
Giả dụ Peter Higgs cũng vào phòng đó,
để tìm một vại bia chẳng hạn
Trường hợp này các
nhà vật lý sẽ lập tức vây quanh Higgs
để thảo luận với ông ấy
về việc họ cố gắng đo lường cấu tạo
Của loại hạt cùng tên
Vì ông ta có sự tiếp xúc mạnh mẽ với đám đông
Higgs sẽ chuyển động qua phòng chậm
Trở lại với các phân tích,
Hạt Higgs trở nên có khối lượng
trong lúc tương tác với trường Higgs.
Vậy nếu đó là trường Higgs
Vậy thì hạt Higgs là gì?
Hãy giả sử những khách mời ở buổi tiệc
được phân bố đều đặn khắp nơi trong phòng
Và có một ai đó đột nhiên ghé vào
thông báo tin đồn về một khám phá
ở phòng thí nghiệm đối thủ
Những người gần cửa sẽ nghe được lời đồn
nhưng mấy người ở xa thì không
vậy nên họ sẽ dồn về cửa để hỏi thăm
Nó sẽ tạo ra một sự dồn ép trong đám đông
Khi người ta đã nghe tin đồn rồi
Họ sẽ trở về chỗ cũ
Để thảo luận về mấy thứ liên quan
Nhưng mấy người ở xa chưa nghe sẽ lại hỏi chuyện xảy ra
Kết quả là người ta sẽ tiếp tục dồn thành cụm
và truyền đi lần lượt cả phòng
Cụm người này tựa như hạt Higgs
Điều đáng ghi nhớ là
Không phải cứ là hạt có khối lượng lớn
Sẽ tiếp xúc nhiều hơn với trường Higgs
Trong ví dụ buổi tiệc
Mọi hạt đều bằng nhau cho đến lúc chúng vào phòng
Cả Peter Higgs và người thu thuế đều có khối lượng bằng 0
Việc tiếp xúc với đám đông
mới tạo cho họ khối lượng
Có thể nói rằng
Khối lượng có từ việc tương tác với trường Higgs
Vậy tóm lại
khối lượng của một hạt lớn hay bé là do
cách chúng tương tác với trường
Như cách những người khác nhau di chuyển
qua đám đông ở tốc độ khác nhau tùy theo độ nổi tiếng của họ
Hạt Higgs chỉ là cụm nhỏ
trong trường như tin đồn truyền khắp phòng
Tất nhiên, sự so sánh naỳ cũng chỉ là
so sánh nhưng nó là
sự giải thích tốt nhất
cho đến nay mà mọi người có thể đưa ra
Vậy, đó là lời giải thích
trường Higgs và
hạt higgs là gì
Các nghiên cứu tiếp theo sẽ giúp chúng ta khám phá thêm
và phần thưởng khi ấy có lẽ còn hơn
là chỉ một chai rượu sâm panh