Ngày thứ Năm 22 tháng 9 năm 2011, một nhóm khoa học gia làm việc trong công trình OPERA (Oscillation Project with Emulsion-Racking Apparatus), hợp tác giữa trung tâm nghiên cứu hạt CERN gần Geneva và phòng thí nghiệm Gran Sasso ở trung tâm nước Ý, đã công bố một khám phá quan trọng là họ đã ghi nhận được rằng hạt neutrino di chuyển nhanh hơn ánh sáng – một kết quả mà nếu đúng,có thể làm đảo lộn những quy luật căn bản vể vũ trụ đã được chấp nhận từ lâu của nhà bác học Albert Einstein.

Theo thuyết tương đối của Eintein tìm được năm 1905, thì tốc độ ánh sáng là một “hằng số vũ trụ” (cosmic constant) và không vật gì trong vũ trụ di chuyển nhanh hơn. Thuyết nầy đã được kiểm chứng trong hơn thế kỷ vừa qua và là một trong những thành phần chính tạo nên nền tảng của Vật lý hiện đại.

Phát ngôn viên của nhóm khảo cứu, Giáo sư Antonio Ereditato, nói rằng các thí nghiệm và đo đạc trong vòng 3 năm với 15,000 hạt neutrino phóng ra từ CERN đến Gran Sasso, cách xa 730km, và được ghi nhận bởi những dụng cụ khám phá khổng lồ tại đây. Kết quả ghi nhận được cho thấy các hạt neutrino di chuyển 60 nanoseconds nhanh hơn vận tốc ánh sáng, với sai số + hay – 10 nanoseconds. Nanosecond bằng 1 phần tỉ giây (hay 10^-9 giây). Với khoảng cách đó thì ánh sáng sẽ truyền đi mất 2.4 milliseconds. Từ đó suy ra, với vận tốc ánh sáng bằng 299,792,458 m/sec thì vận tốc của neutrino vào khoảng 299,798,451 m/sec.

Neutrino là hạt không có điện tích và có khối lượng cực nhỏ (nhưng khác 0). Neutrino tương tác rất yếu với vật chất bình thường nên gần như không thể khám phá ra được. Neutrino được tạo thành trong những phản ứng hạt nhân như những phản ứng trong trung tâm mặt trời, những đụng chạm giữa các tia vũ trụ với nguyên tử, trong những phân rã của phóng xạ.

Brian Cox, giáo sư về hạch tâm tại University of Manchester, kêu gọi các khoa học gia nên thật cẩn trọng về kết quả nầy. Nếu có một cái gì di chuyển nhanh hơn ánh sáng thì đó sẽ là một khám phá vĩ đại trong 100 năm hay hơn nữa của ngành Vật lý. Nó sẽ đòi hỏi sự hoàn toàn xét lại và viết lại những kiến thức đã có của con người về vũ trụ.

Giáo sư Jim Al-Khalili ở University of Surrey thì nói rằng rất có thể là có cái gì đó làm sai chạy kết quả. “Nếu những hạt neutrino đã qua mặt ánh sáng về mặt vận tốc, thì điều đó sẽ làm đảo lộn lý thuyết căn bản của vật lý trong cả thế kỹ vừa qua. Điều đó có thể xảy ra nhưng một sự nhầm lẫn trong dữ kiện lại có thể dễ xảy ra hơn”. Ông nói thêm “Nếu các kết quả thực nghiệm ở CERN là đúng và các hạt neutrino đã bẻ gảy được bức tường ánh sáng, thì tôi sẽ ăn quần lót (?) của tôi trên TV” (I will eat my boxer shorts on live TV).

Giáo sư Dave Wark, trưởng nhóm các khoa học gia Anh trong chương trình T2K thí nghiệm neutrino ở Nhựt thì khuyến cáo là các khoa học gia phải cẩn trọng đòi hỏi một bằng chứng thật rõ ràng với sự kiểm nhận của các thí nghiệm về neutrino trên toàn thế giới.

Theo Susan Cartwright, giảng sư trưởng về các hạt trong vũ trụ ở Sheffield University, thì có nhiều nguyên do có thể đưa đến nhầm lẫn trong công trình OPERA. “Cái điều mà anh có thể lo lắng là không biết họ có tính một cách chính xác đến thời gian chậm trể khi thực sự ghi nhận những dấu hiệu? Bất cứ anh dùng cách nào để ghi giờ các dấu hiệu, các dấu hiệu cũng phải truyền theo dây nối để đến máy computer của anh và khi anh phải đo đúng đến mức nanosecond thì anh phải biết chính xác tốc độ truyền của dấu hiệu trong dây nối như thế nào”. Cartwright cũng tham gia trong chương trình T2K nghiên cứu neutrino di chuyển trong khoảng cách 295km. Cartwright nói:“Chúng tôi chắc chắn sẽ xét nghiệm kết quả đó, nhưng MINOS (the Neutrino experiment at Fermilab in the US) thì có điều kiện tốt hơn, vì chúng tôi vẫn còn đang sửa chửa nhữnh hư hỏng sau trận động đất đã tàn phá Nhật Bản vừa qua”.

Một số các khoa học gia khác thì tìm cách giải thích kết quả của OPERA, nếu cho là kết quả đó đã được đo đạc một cách chính xác.

Theo Heinrich Paes và các đồng nghiệp ở Dortmund University thì có thể các hạt neutrino đã di chuyển trong một chiều không gian phụ và đã đi theo một ngã tắt trong không gian phụ nầy. Chiều không gian phụ nầy uốn cong thế nào để các hạt di chuyển trong đó nhanh hơn khi di chuyển trong không gian ba chiều. Như vậy thì thấy rằng hạt neutrino di chuyển nhanh hơn ánh sáng nhưng thật ra là không phải vậy!

Alan Kostelecky ở Indiana University có một lối giải thích khác. Ông đã để nghị từ năm 1985 là một trường năng lượng không thấy được, nhưng hiện diện trong chân không, có thể đã giúp cho các hạt neutrino di chuyển trong không gian nhanh hơn hạt photon (dạng hạt của ánh sáng).

Thật ra, giáo sư Antonio Ereditato, phát ngôn viên của công trình OPERA, cũng sững sờ khi khám phá ra kết quả. Ông nói “Chúng tôi đã đo đạc và chúng tôi tin tưởng là sự đo đạc đó không sai. Bây giờ, tuỳ theo các khoa học gia khác kiểm chứng. Chúng tôi không vội vàng. Chúng tôi nói rằng: hãy cho chúng tôi biết chúng tôi đã làm cái gì sai, hãy làm lại sự đo đạc của chúng tôi nếu quí vị có thể”. Ông còn nói thêm “Có rất nhiều tác giả chuyên viết về khoa học giả tưởng sẽ cho biết ý kiến của họ từ khám phá nầy, nhưng chúng tôi không muốn đi vào trò chơi nầy”.
Câu chuyện “Hạt neutrino di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng” chắc chắn sẽ còn kéo dài không biết đến bao giờ!  Theo lời của các giáo sư về hạch nhân có uy tín, ảnh hưởng của kết quả đó, nếu đúng, sẽ làm đảo lộn cả nền tảng của Vật lý hiện đại đã được chứng nghiệm từ cả thế kỷ qua. Bác bỏ hay công nhận kết quả đó đều không dễ dàng. Hiện nay, trên thế giới chỉ có 2 trung tâm là có thể kiểm nghiệm lại kết quả của công trình OPERA. Thứ nhất là Mỹ với Fermilab ở Chicago, nơi có công trình MINOS (Neutrino Oscillation Search). Neutrino được phóng từ Fermilab và đón nhận ở Minnesota cách 450 dậm hay 724 km. Thứ hai là Nhật với công trình T2K (Tokai to Kamioka, Japan) đa quốc gia, trong đó có Nhật, Mỹ, Pháp, Đức, Nga, Đại hàn, Gia nã đại, … Neutrino được phóng ra xa đền 295 km.

Thuận Hoà tán thành ý kiến của Susan Cartwright cho rằng có thể có sự thiếu chính xác trong sự đo đạc thời gian ở mức quá vi tế là nanosecond!

Mong rằng mọi sự sẽ được yên ổn để Thuận Hoà khỏi phải trở lại ghế nhà trường và nhai lại những lý thuyết cứng ngắc khô khan!!!

Thuận Hoà (Tổng hợp từ Internet)