LHC rất được giới truyền thông lưu tâm, đặc biệt là sau phát hiện về hạt boson Higgs bí ẩn, giúp hai nhà vật lý Peter Higgs và Francois Englert đoạt giải Nobel. Một trong những mục đích chính của LHC là hoàn thiện nốt mảnh ghép cuối cùng của Mô hình Chuẩn về hạt. Mô hình này là phiên bản tiên tiến nhất của thuyết lượng tử, miêu tả toàn diện vũ trụ ở năng lượng thấp.
Mô hình Chuẩn đôi khi được gọi là “lý thuyết của hầu hết mọi thứ”, bởi nó miêu tả chính xác vũ trụ năng lượng thấp quanh ta. Nhưng nó không thể là lý thuyết tối hậu, vì những lý do sau:
1. Mô hình này không nhắc đến trọng lực. Tệ hơn nữa, khi kết hợp nó với thuyết tương đối rộng của Einstein, ta chỉ thu được một lý thuyết tổng hợp tầm phào (các tính toán đều trở thành vô tận, tức là lý thuyết này vô giá trị).
2. Mô hình này chứa đựng một tập hợp hạ nguyên tử như được sắp đặt. Nó có 36 hạt quark và phản quark, một loạt hạt gluon Yang-Mills, lepton (electron và muon) và boson Higgs[1].
3. Mô hình này có khoảng 19 tham số tự do (như khối lượng và sự liên kết hạt), được xác định thủ công. Không thể xác định chúng bằng lý thuyết; cũng không thể rõ vì sao chúng mang những giá trị này.
Thật khó để Mô hình Chuẩn, với tập hợp các hạt hạ nguyên tử tạp nham của nó, trở thành lý thuyết tối hậu của thiên nhiên. Như thể ta lấy băng dính quấn thú mỏ vịt, lợn đất châu Phi và cá voi lại với nhau rồi gọi đó là sản phẩm tuyệt mỹ của Mẹ Thiên nhiên sau hàng triệu năm tiến hóa.
Máy gia tốc lớn thế hệ tiếp theo mang tên ILC (International Linear Collider: Máy gia tốc Tuyến tính Quốc tế) hiện đang được lên kế hoạch xây dựng. Máy này gồm một ống thẳng dài hơn 48 km, cho phép các chùm electron và phản electron va chạm với nhau. Theo dự kiến, nó sẽ được đặt tại dãy Kitakami ở Nhật Bản, với kinh phí xây dựng khoảng 20 tỷ đô-la, trong đó một nửa do chính phủ Nhật cung cấp.
Tuy năng lượng tối đa của ILC sẽ chỉ đạt một ngàn tỷ electron volt, nhưng nó vượt trội LHC trên nhiều khía cạnh. Va chạm giữa các proton là vô cùng khó phân tích do proton có cấu trúc rất phức tạp. Nó gồm ba hạt quark, được kết nối với nhau bởi hạt gluon. Còn electron không có cấu trúc rõ ràng. Nó giống như một hạt điểm. Vậy nên va chạm giữa electron và phản electron diễn ra đơn giản và sạch.
Dù đã có những tiến bộ trong ngành vật lý như vậy, nhưng nền văn minh Cấp 0 như chúng ta vẫn chưa thể nghiên cứu trực tiếp năng lượng Planck, bởi đây là “độc quyền” của văn minh Cấp III. Tuy vậy, việc xây dựng máy gia tốc như ILC là một bước đệm quan trọng để sau này ta thử nghiệm độ bền vững của không-thời gian và xác định khả năng tạo ra đường tắt xuyên qua nó.
❀ ❀ ❀
[1] Quark, gluon, lepton, muon và boson đều là tên các loại hạt hạ nguyên tử. Gluon Yang-Mills được đặt theo tên hai nhà vật lý Yang Chen Ning (Dương Chấn Ninh) và Robert Mills. (ND)
