Vũ trụ trông ra sao ngay sau khi nó ra đời? Một thí nghiệm thưc hiện ở CERN, Thụy có thể giúp giải quyết câu hỏi này. Tại máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới LHC (Large Hadron Collider), các nhà nghiên cứu cho hạt nhân chì va chạm với các proton ở năng lượng cao nhất từng đạt đến cho tới nay. Nhiệt độ được tạo ra từ va chạm này lớn gấp 100.000 lần nhiệt độ ở tâm Mặt Trời.
"Một trạng thái rất giống với ngay sau Big Bang", Giáo sư Laura Babbietti giải thích. Bà cùng tiến sĩ Torsten Dahms đứng đầu hai nhóm thí ngiệm ở Đại học kỹ thuật Munich (Technische Universität München - TUM)
Thứ gọi là quark-gluon-plasma (QGP) được tao ra chỉ một micro-giây (1 phần triệu giây) sau Big Bang, thời điểm mà vũ trụ đang mở rộng với tốc độ cao nhất. QGP được tạo ra trong phòng thí nghiệm chỉ tồn tại được trong một phần của giây, nhưng trong khoảng thời gian rất ngắn đó, các nhà nghiên cứu có cơ hội để nhìn vào quá khứ của vũ trụ.
Bất đối xứng vật chất-phản vật chất vẫn còn là bí ẩn
Đi xa hơn, thí nghiệm còn cho phép chúng ta tiến tới tận cùng của một trong những bí ẩn lớn nhất của nhân loại. Theo định lý CPT về tính đối xứng của điện tích (C), tính chẵn lẻ (P) và thời gian (T) thì có một đối xứng cơ bản giữa hạt và phản hạt trong vũ trụ của chúng ta. Không có sự khác biệt giữa vũ trụ của chúng ta và một vũ trụ mà hạt được chuyển thành phản hạt và ngược lại.
Tuy nhiên cần có một khác biệt bởi lý thuyết cho biết sự cân bằng về số lượng của vật chất và phản vật chất cần phải có được khi chúng được tạo ra từ Big Bang. Khi hạt và phản hạt gặp nhau thì chúng hủy lẫn nhau. Tuy nhiên, ngày nay chúng ta gần như chỉ thấy hạt - có nghĩa là phải có sự mất cân bằng.
Những phép đo chính xác nhất cho tới nay
Các nhà vật lý đang tìm kiếm một vi phạm của định lý CPT mà qua đó có thể giải thích sự bất đối xứng vật chất-phản vật chất. "Thí nghiệm trông đợi một sự khác biệt qua những phép đo với độ chính xác cao về tính chất của các hạt và phản hạt được tạo thành từ các va chạm hạt của LHC", Dahms giải thích.
Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu điều tra tỷ lệ khối lượng-điện tích của hạt nhân heli3 và deuterium cùng các phản hạt tương ứng của chúng. Điện tích và khối lượng được xác định bằng cách đo các dấu hiệu của hạt và năng lượng hạt đã mất đi bằng một máy dò khí gọi là TPC (Time Projection Chamber). Kết quả được công bố trên "Nature Physics" (Vật lý tự nhiên) là những phép đo chính xác nhất cho tới nay.
Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục cải tiến các thí nghiệm với muc tiêu thực hiện những điều tra chính xác hơn. "Hiện nay chúng tôi có thể ghi nhận được 500 va chạm mỗi giây", Babbrietti cho biết, "Nó sẽ sớm đạt tới con số 50.000".
Bryan (VACA)
Theo Space Daily
