Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ - Brian Greene

Các siêu hạt

Những khó khăn của lý thuyết hiện đang ngăn trở chúng ta rút ra những tiên đoán chi tiết đã buộc chúng ta phải nghiên cứu những khía cạnh chung chứ không phải đặc thù của một vũ trụ tạo bởi các dây. Trong bối cảnh đó, những khía cạnh chung ở đây là muốn nói về những đặc trưng cơ bản đối với lý thuyết dây tới mức chúng ít nhạy cảm, nếu không muốn nói là hoàn toàn độc lập, với những tính chất chi tiết của lý thuyết hiện nằm ngoài tầm của chúng ta. Chúng ta có thể tự tin thảo luận về những đặc trưng đó ngay cả khi chưa có hiểu biết đầy đủ về một lý thuyết hoàn chỉnh. trong các chương chúng ta sẽ đề cập tới những ví dụ khác, nhưng ở đây chúng ta sẽ tập trung vào một ví dụ, đó là siêu đối xứng.

Như chúng ta đã giải thích, một tính chất cơ bản của lý thuyết dây, đó là có tính đối xứng cao, bao gồm không chỉ những nguyên lý đối xứng có tính trực giác mà cả sự mở rộng toán học tối đa của các đối xứng đó, tức là siêu đối xứng. Như đã thỏa luận trong Chương 7, điều này có nghĩa là trong các mode dao động sẽ xuất hiện theo từng cặp - các cặp siêu hạt bạn - có spin khác nhau 1/2. Nếu lý thuyết dây là đúng, thì một số dao động của dây sẽ tương ứng với các hạt sơ cấp đã biết. Nhưng do sự tạo thành cặp trong siêu đối xứng, nên lý thuyết dây đưa ra tiên đoán rằng mỗi một hạt đã biết sẽ có một siêu hạt bạn. Chúng ta có thể xác định được các tính lực của mỗi siêu hạt đó, nhưng hiện chưa có khả năng tiên đoán được khối lượng của chúng. Ngay cả đi vậy đi nữa, tiên đoán rằng các siêu hạt bạn tồn tại đã là một đặc điểm chung của lý thuyết dây. Đặc điểm này độc lập với những khía cạnh của lý thuyết mà chúng ta còn chưa hiểu được.

Hiện người ta chưa quan sát được một siêu hạt bạn nào. Điều này có thể có nghĩa là chúng không tồn tại và lý thuyết dây là sai. Nhưng nhiều nhà vật lý hạt cho rằng, điều đó có nghĩa là các siêu hạt bạn rất nặng và do đó chúng nằm ngoài khả năng phát hiện bằng thực nghiệm của chúng ta. Hiện giờ các nhà vật lý đang xây dựng một máy gia tốc khổng lồ ở Geneva, Thụy Sĩ có tên là Máy Va Chạm Hadron Lớn (thường biết tắt là LHC). Người ta rất hi vọng rằng máy này sẽ đủ mạnh để tìm ra các siêu hạt bạn. Máy gia tốc này dự kiến sẽ đưa vào hoạt động vào năm 2010 và chỉ rất ngắn sau đó siêu đối xứng sẽ được xác nhận bằng thực nghiệm. Như Schwaz đã nói: “Chắc chắn là không lâu nữa người ta sẽ phát hiện ra siêu đối xứng. Và một khi điều đó xảy ra sẽ thật tuyệt vời.”[1]

Tuy nhiên, bạn phải ghi nhớ kỹ hai điều. Ngay cả khi các siêu hạt bạn được phát hiện thì chỉ điều đó thôi chưa đủ để khẳng định được lý thuyết dây là đúng. Như chúng ta đã thấy, mặc dù siêu đối xứng được phát hiện ra khi nghiên cứu lý thuyết dây, nhưng nó cũng được đưa vào rất thành công trong các lý thuyết dựa trên các hạt điểm và do đó không phải là đặc quyền của lý thuyết dây. Trái lại, ngay cả khi các siêu hạt bạn không được phát hiện ra trong LHC thì chỉ riêng điều đó thôi chưa đủ để xóa bỏ lý thuyết dây, vì đó có thể là do các siêu hạt bạn quá nặng tới mức vẫn nằm ngoài khả năng của máy đó.

Nếu các siêu hạt bạn được phát hiện ra thì đó chắc chắn sẽ là một bằng chứng rất phấn khích và có sức thuyết phục khẳng định lý thuyết dây.

[1] Phỏng vấn John Schwaz , ngày 23 tháng 12 năm 1997.

<< Chương 9 - 4 | Chương 9 - 6 >>

Dành cho quảng cáo