đại Thống Nhất Lượng Tử Và Triển Vọng Tìm Hiểu Thế Giới Huyền Bí.

[langdg8]

GS.VS :ĐÀO VỌNG ĐỨC
Giám đốc "Trung tâm nghiên cứu tiềm năng con người" .

Chúng ta đang chứng kiến thời kỳ phát triển rất sôi động của công cuộc nghiên cứu và chinh phục thế giới vĩ mô,đánh dấu của vô số những phát minh kỳ diệu về các qui luật cấu trúc và tiến hóa của vật chất cùng với những thành tựu vĩ đại trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ mà những phát minh đó mang lại .
Nếu như đầu thế kỷ XX,vật lý học đã hân hoan chào đón những sự kiện cách mạng rất trọng đại qua sự khám phá ra điện tử ,proton,nơtron trong lòng các nguyên tử cùng với hàng loạt các hiện tương kỳ lạ khác ,và tiếp đó sự ra đời của lý thuyết tương đối ,thuyết lượng tử ,thì trong thập kỷ gần đây ,vật lý học đã thực hiện tiếp những bước nhảy vọt đầy ngoạn mủc trên con đường tiến sâu vào miền vi mô có kích thước cỡ 10 (mũ trừ 12)cm và bé hơn ,vào trong lòng các proton và các hạt cơ bản khác .
Đến nay ,số hạt vi mô ghi nhận được đã lên tới hàng trăm,với những đặc tính rất đa dạng. Tìm hiểu được cấu trúc của thế giới vi mô cùng với những qui luật tác dụng trong đó để tạo nên thế giới quanh ta ra sao là những vấn đề cốt lõi của vật lý học hiện đại .
LÝ THUYẾT ĐẠI THỐNG NHẤT
Thực nghiệm và lý thuyết khẳng định được rằng các hạt vi mô tác động lẫn nhau qua 4 loại tương tác :tương tác mạnh,tương tác yếu ,tương tác điện từ và tương tác hấp dẫn .Đó là các loại tương tác cơ bản nhất ,tạo nên bức tranh của cả vũ trụ chúng ta .Bất kỳ một thể loại tương tác nào ,một hiện tượng nào ,dù phức tạp đến mấy ,từ vi mô đến vĩ mô,cũng đều bắt nguồn từ những loại tương tác đó .Nhờ có tương tác mạnh mà các proton và nơtron mới gắn bó được với nhau trong các hạt nhân nguyên tử . Không có tương tác mạnh thì ngay các tế bào tạo nên cơ thể chúng ta cũng không thể tồn tại được ,và lúc đó ,chúng ta tức khắc rã thành những đám proton và nơtron bay loạn xạ khắp nơi .
Tương tác điện từ giữ cho điện tử chuyển động quanh hạt nhân nguyên tử ,nhờ có tương tác điện từ các cơ bắp của chúng ta mới cử động được .Không có nó ,cơ thể chúng ta đã trở nên bất cử động trơ trơ như gỗ đá .
Tương tác yếu tạo nên hàng loạt những phản ứng trong lòng mặt trời và từ đó những nguồn năng lượng khổng lồ được thoát ra và chuyển tới sưởi ấm hành tinh chúng ta để cho nảy mầm và duy trì sự sống .Không có tương tác yếu cả hành tinhh chúng ta hẳn đã trở nên mịt mù băng giá .
Tương tác hấp dẫn gần gũi với chúng ta nhất nhưng lại chứa nhiều bí ẩn nhất . Chính nhờ có tương tác hấp dẫn chúng ta mới có thể bám dính được cái nôi của loài người -Trái đất.Nếu không ,chúng ta mỗi người sẽ bay lơ lửng ly tán trong vũ trụ bao la ,và những dịp gặp nhau sẽ là vô cùng hiếm hoi .
Qua đây ta thấy rằng bốn loại tương tác :mạnh,yếu ,điện từ và hấp dẫn quả là cơ bản ,tất cả đều là cần thiết và cũng là đủ để có thể vận hành và cảm nhận cuộc sống "Trần thế" như thể hiện .Tạo hóa dã ban cho vũ trụ chúng ta các dạng tương tác một cách tối ưu .
Tuy biểu hiện rất khác nhau ,bốn loại tương tác trên vẫn có một số nét cơ bản rất giống nhau ,đặc biệt là sự truyền tương tác được thực hiện qua các hạt trung gian gọi là các hạt gauge. Xây dựng được một lý thuyết thống nhất các loại tương tác là một ước mơ ấp ủ từ lâu của các nhà vật lý . Trong lịch sử phát triển của Vật lý học ,những thời kỳ thăng hoa nhất chính là những khi thống nhất được các lý thuyết ,các quan niệm ,hoặc liên hệ được với nhau ,các đối tượng mà thoạt đầu tưởng chừng như khác hẳn nhau . Có thể đơn cử một vài ví dụ :Thống nhất sự rơi của các vật với sự chuyển động của các thiên thể ,trong khuôn khổ lý thuyết vạn vật hấp dẫn của Newton, thống nhất điện và tử trên cơ sở các phương trình cùa Maxwenn,thống nhất không gian và thời gian trong lý thuyết tương đối của Eistein,thống nhất hai tính chất đối ngẫu nhau -sóng và hạt trong lý thuyết lượng tử ...
Đến nay,có rất nhiều cơ sở để khẳng định rằng bốn loại tương tác cơ bản tưởng chừng như khác nhau đó ,chẳng qua chỉ là những hình thái thể hiện biến hóa của cùng một bản chất .Tất cả chúng có thể gộp lại trong khuôn khổ một lý thuyết thống nhất dựa trên nguyên lý gauge siêu đối xứng ,mà người ta vẫn thường gọi một cách lạc quan là lý thuyết "Đại thống nhất" (Grand Unification Theory) và hy vọng rằng đó sẽ là" Lý thuyết của tất cả mọi thứ" (Theory of Everything) .
Một phương pháp hiện nay được xem là có nhiều triển vọng nhất để xây dựng lý thuyết Đại thống nhất là "Lý thuyết Dây" (1968-1973)gắn liền với hàng loạt những phát hiện quan trọng trong vật lý các hạt cơ bản .Trong lý thuyết này ,các hạt cơ bản không được xem như là các hạt điểm ,mà như là những sợi dây chuyển động trong không gian -thời gian 10 hoặc 11 chiều . Khi chuyển động Dây quét nên một mặt gọi là "Lá thế" .Nền tảng của lý thuyết Dây chính là lý thuyết trường lượng tử mô tả động lực học của Dây trên "Lá thế" .Một điều đặc biệt là trong lý thuyết Dây ,nhất thiết phải có các "Trường Vong" (ghost). Các trường vong này giữ các vai trò chủ chốt trong các cấu trúc ,có tác dụng chỉ đạo trong việc chi phối các cơ thể tương tác ,nhưng không hề xuất hiện một cách tường minh trong thực tế .
(còn nữa)