Máy gia tốc hạt lớn (LHC) có thể đẩy các hạt proton va đập ở tốc độ lớn hơn, hứa hẹn tạo ra nhiều phát hiện đột phá sau 3 năm ngừng hoạt động.
Máy gia tốc hạt lớn nằm dưới lòng đất. Ảnh: CERN
Sau thời gian bảo dưỡng và nâng cấp theo kế hoạch, LHC đã quay lại hoạt động và bắt đầu một loạt thí nghiệm vật lý cao cấp. Máy gia tốc hạt đặt tại ở độ sâu hơn 100 m dưới lòng đất tại biên giới giữa Pháp và Thụy Sĩ, gần Geneva, tắt vào năm 2018 để các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới đại tu cỗ máy. Đây là lần tạm dừng hoạt động lâu thứ hai trong lịch sử 14 năm của LHC.
Hôm 22/6, các hạt được đẩy qua đường hầm vòng tròn với chu vi gần 27 km của LHC lần đầu tiên kể từ tháng 12/2018. Tuy nhiên, cỗ máy sẽ mất 6 - 8 tuần để đạt tốc độ tối đa, tại đó các vụ va chạm proton có thể xảy ra.
"Những chùm hạt tuần hoàn với năng lượng 450 tỷ electronvolt và chứa lượng hạt proton tương đối nhỏ. Các vụ va chạm cường độ mạnh và năng lượng cao sẽ diễn ra sau hai tháng nữa. Nhưng chùm hạt đầu tiên chứng tỏ máy gia tốc khởi động thành công sau thời gian dài ngừng hoạt động", Rhodri Jones, giám đốc ban Chùm hạt ở Tổ chức nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN), cho biết.
Anh là một trong những nước tham gia cải tiến hiệu suất 4 thiết bị chính của LHC với chi phí đóng góp nâng cấp gần 32 triệu USD do Hội đồng cơ sở khoa học và công nghệ (STFC) cấp.
Dù LHC từng chạy thí điểm chùm hạt trong thời gian ngắn vào tháng 10/2021, chùm hạt tuần hoàn hôm 22/4 không chỉ đánh dấu kết thúc thời kỳ ngừng hoạt động của cỗ máy mà còn là bước khởi đầu trong công tác chuẩn bị cho 4 năm thu thập dữ liệu vật lý, dự kiến bắt đầu vào mùa hè năm nay. Lượt chạy thứ ba của LHC mang tên Run3. Những thí nghiệm của cỗ máy sẽ thu thập dữ liệu từ các vụ va chạm ở năng lượng kỷ lục.
Sáu máy dò (detector) được xây dựng trong hệ thống của LHC, nằm trong hang lớn bên dưới mặt đất tại các điểm giao thoa của LHC. Hai máy dò trong số đó, là ATLAS và Compact Muon Solenoid (CMS), là những bộ phận tích hạt đa mục đích có kích thước lớn. Hai máy dò A Large Ion Collider Experiment (ALICE) và LHCb có các chức năng riêng biệt hơn, và hai bộ còn lại nhỏ hơn nhiều là TOTEM và LHCf dành cho nghiên cứu chuyên môn đặc biệt.
Trong loạt thí nghiệm mới, Atlas và CMS sẽ nhận nhiều va chạm hơn hai lượt chạy thí nghiệm trước đó. LHCb, bộ phận vừa được nâng cấp hoàn toàn, có thể tăng số lượt đếm va chạm gấp 3 lần. Nhờ một nâng cấp quan trọng, máy dò chuyên dùng để nghiên cứu va chạm ion nặng, có thể ghi nhận tổng số lượng va chạm ion nhiều gấp 50 lần so với trước đây. Nhờ đó, các nhà khoa học quốc tế có thể nghiên cứu chi tiết hạt Higgs boson và kiểm tra mô hình chuẩn của vật lý hạt.
An Khang (Theo Independent)
