The basics of the Higgs boson - Dave Barney and Steve Goldfarb

Tìm hiểu về Higgs boson - Dave Barney và Steve Goldfarb

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Translator: Thế Anh Vũ Lê Reviewer: Giang Hà

So two guys walk into a bar.

Có hai người bước vào một quán bar.

Really?

No, seriously.

Thiệt luôn hả?

Nghiêm túc đó.

Two guys walk into a bar,

Hai người bước vào một quán bar,

an ice cream bar:

một quán kem:

Dave, a physicist working on the Large Hadron Collider at CERN,

Dave, nhà vật lý học làm việc với Máy Gia tốc Hạt Lớn LHC ở CERN,

the European laboratory for particle physics,

trung tâm nghiên cứu vật lý hạt Châu Âu,

and Steve, a blues singer.

và Steve, một ca sĩ nhạc Blue.

"Dave, how's it going?"

"Dave, khỏe chứ?"

"Steve, good to see you!"

"Steve, lâu không gặp!"

"Two scoops of chocolate almond for me."

"Hai viên kem hạnh nhân nhé."

"Vanilla shake."

"Cho tôi Vanilla shake."

"Hey, I just saw something about the LHC on TV.

"Này, tớ mới thấy gì đó về LHC trên TV.

You guys found bozo in your detector?"

Máy dò mới phát hiện ra bozo hả?"

"Well, not exactly.

"Ừ thì không hẳn.

We found a boson,

Tụi tớ mới tìm ra boson,

probably the Higgs boson."

có lẽ là Higgs boson."

"What's that?"

"Nó là gì thế?"

"It's a particle."

"Một loại hạt."

"Don't you find particles all the time?"

"Chẳng phải mấy cậu toàn tìm thấy hạt hả?"

"Yes, but this one means

"Ừa, mà tìm ra cái này nghĩa là

that the Higgs field might really exist."

trường Higgs có thể có thật."

"Field? What field?"

"Trường? Trường gì cơ?"

"The Higgs field.

"Trường Higgs.

It's named after Peter Higgs,

Nó được đặt tên theo Peter Higgs,

although many others contributed to the idea.

tuy là còn công lao của nhiều người khác.

It isn't a field, like where you grow corn,

Nó không giống như mấy cánh đồng ngô,

but a hypothetical, invisible kind of force field

mà là một trường lực giả định theo lý thuyết

that pervades the whole universe."

bao trùm toàn bộ vũ trụ."

"Hmmmm, okay.

"Hừm, hiểu.

If it pervades the whole universe,

Nhưng nếu nó bao trùm toàn vũ trụ,

how come I've never seen it?

sao tớ chưa bao giờ thấy nó?

That's a bit strange."

Lạ thiệt đó."

"Well, actually, it's not that strange.

"Ừa nhưng mà cũng không lạ lắm đâu.

Think of the air around us.

Tưởng tượng không khí quanh mình này.

We can't see it or smell it.

Chúng ta cũng đâu thấy hay ngửi thấy nó đâu.

Well, perhaps in some places we can.

Ờ mà có thể một vài trường hợp thì có.

But we can detect its presence with sophisticated equipment,

Nhưng chúng ta có thể phát hiện sự tồn tại của nó bằng công cụ cần thiết,

like our own bodies.

như ngay bằng chính cơ thể ta.

So the fact that we can't see something

Vậy nên việc mà mình không thấy gì đó

just makes it a bit harder to determine

chỉ làm cho việc xác định nó có ở đó hay không

whether its really there or not."

khó hơn mà thôi."

"Alright, go on."

"Hay đấy, tiếp đi."

"So, we believe this Higgs field is all around us,

"Thế này, chúng ta tin là trường Higgs có ở quanh ta,

everywhere in the universe.

mọi nơi trong vũ trụ này.

And what it does is rather special -

Và tác động của nó khá đặc biệt -

it gives mass to elementary particles."

nó tạo ra khối lượng cho các hạt cơ bản."

"What's an elementary particle?"

"Các hạt cơ bản?"

"An elementary particle is what we call

"Một hạt cơ bản là

particles that have no structure,

hạt mà không có cấu trúc xác định,

they can't be divided,

không thể bị chia nhỏ,

they're the basic building blocks of the universe."

nó như kiểu cục lego tạo thành vũ trụ vậy."

"I thought those were atoms."

"Tớ tưởng đó là nguyên tử."

"Well, atoms are actually made of smaller components,

"Không, nguyên tử thật ra được tạo thành từ nhiều thứ nhỏ hơn,

protons, neutrons, and electrons.

proton, notron và electron.

While electrons are fundamental particles,

Electron thì là hạt cơ bản,

neutrons and protons are not.

nhưng notron với proton thì không.

They are made up of other fundamental particles called quarks."

Chúng được tạo thành từ các hạt cơ bản khác gọi là quark."

"Sounds like Russian dolls.

"Nghe như búp bê Nga vậy.

Does it ever end?"

Có hạt nào thật sự cơ bản không?"

"Actually, we don't really know.

"Thật ra, chúng ta chưa biết được.

But our current understanding

Lý thuyết hiện tại của chúng ta về nó

is called the Standard Model.

được gọi là Mô hình Chuẩn.

In it, there are two types of fundamental particles:

Theo đó, có hai loại hạt cơ bản:

the fermions, that make up matter,

hạt fermion, các hạt vật chất,

and the bosons, that carry forces.

và hạt boson, các hạt truyền lực.

We often order these particles

Chúng ta thường phân loại các hạt này

according to their properties, such as mass.

dựa trên các đặc tính của nó, như là khối lượng.

We can measure the masses of the particles,

Chúng ta có thể đo khối lượng của một hạt,

but we never really knew where this mass came from

nhưng lại không thể biết khối lượng này từ đâu ra

or why they have the masses they do."

hay tại sao nó lại có khối lượng nhiêu đó."

"So how does this Higgs field thing explain mass?"

"Trường Higgs đã làm việc đó như thế nào?"

"Well, when a particle passes through the Higgs field,

"À, khi một hạt bay ngang qua trường Higgs,

it interacts and gets mass.

chúng tương tác và nhận khối lượng.

The more it interacts, the more mass it has."

Chúng tương tác càng nhiều, khối lượng càng lớn."

"OK, I kind of get that, but is it really that important?

"OK, tớ cũng hơi hiểu rồi, mà nó có thực sự quan trọng không?

I mean, what if there were no Higgs field?"

Ý tớ là, không có trường Higgs thì sao?"

"If there were no Higgs field,

"Nếu mà không có trường Higgs,

the world wouldn't exist at all.

thế giới sẽ chẳng thể tồn tại được.

There would be no stars, no planets, no air, no anything,

Sẽ không có các ngôi sao, hành tinh, khí quyển, không gì cả,

not even that spoon or the ice cream you're eating."

ngay đến cái muỗng ăn kem cậu đang cầm cũng không."

"Oh, that would be bad.

"Ôi, nghe tệ thế.

Okay, but where does this Higgs boson fit into things?"

Ừa, cơ mà Higgs boson liên quan gì đến nãy giờ?"

"Alright, now, you see the cherry in my shake?"

"Thế này, cậu có thấy trái sơ ri trong ly shake của tớ không?"

"Can I have it?"

"Cho tớ hả?"

"No, not yet. We have to use it as an analogy first."

"Chưa, từ từ. Để tớ lấy nó làm minh họa đã."

"Oh, right, the cherry's the Higgs boson."

"Vậy nha, trái sơ ri này là Higgs boson."

"No, not quite.

"Không, không hẳn.

The cherry is a particle moving through the Higgs field, the shake.

Trái sơ ri này là một hạt đang đi qua trường Higgs, ly shake này đây.

The shake gives the cherry its mass."

Ly shake sẽ cho trái sơ ri khối lượng của nó."

"I get it. Okay, so the molecules of the shake are the Higgs bosons!"

"Hiểu rồi. Các phân tử tạo thành ly shake là các Higgs boson!"

"Well, you're getting closer.

"Đó, cậu đang dần hiểu rồi đó.

It takes an excitation of the Higgs field

Để tạo ra Higgs boson

to produce the Higgs boson.

cần trạng thái kích thích của trường Higgs.

So, for example, if I were to add energy

Nên là, giả dụ, tớ cho thêm năng lượng

by, say, dropping this cherry in the shake,"

bằng cách thả trái sơ ri này vào ly shake chẳng hạn,"

"Ah, then the drops that spill on the bar

"Thì mấy giọt bắn ra bàn đó

are the Higgs bosons."

là các Higgs boson."

"Almost! The splash itself is the Higgs boson."

"Gần đúng! Chính dòng bắn ra là Higgs boson. "

"Are you serious?"

"Thiệt à?"

"Well, that's what quantum mechanics teaches us.

Ừa, ít nhất thì đó là cái mà mấy giáo viên cơ học lượng tử dạy.

In fact, all particles are excitations of fields."

Thật ra, mọi hạt đều là trạng thái kích thích của các trường."

"Okay, right. Well, I kind of see why you like particle physics,

"Ra thế. Hừm, giờ tớ hiểu sao cậu thích vật lý hạt rồi,

it's quite cool,

nghe cũng hay phết,

strange, but cool."

lạ, mà hay."

"Yeah, you could call it a bit strange,

"Ừm, đúng là hơi kỳ lạ thật,

it's not like everyday life.

nó không giống mấy cái thường thấy.

The Higgs boson is an excitation of the Higgs field.

Higgs boson là trạng thái kích thích của trường Higgs.

By finding the Higgs boson,

Việc tìm ra Higgs boson,

we know that the Higgs field exists."

ta biết rằng trường Higgs có tồn tại."

"Right. So now you found it,

"Ừ. Vậy giờ tìm ra nó rồi,

we know this Higgs field exists.

biết trường Higgs tồn tại rồi,

You must be done.

là xong hết rồi chứ nhỉ?

Is there anything left of particle physics?"

Còn việc gì cho vật lý hạt nữa đâu?"

"Actually, we've just begun.

"Thật ra, nó chỉ mới là khởi đầu thôi.

It's a bit like, you know, when Columbus thought

Nó giống như, cậu biết đó, khi Columbus nghĩ

he had found a new route to India.

ông ta tìm ra con đường mới tới Ấn Độ.

He'd, indeed, found something new,

Ông ta hẳn là đã tìm ra một cái gì đó mới,

but not quite what he was expecting.

nhưng nó lại không phải là cái mà ông ta nghĩ.

So, first, we need to make sure that the boson we found

Nên là, đầu tiên, chúng ta cần xác định liệu hạt

is actually the Higgs boson.

ta tìm thấy có là Higgs boson không.

It seems to fit, but we need to measure

Nghe rất có lý, nhưng cần thực hiện nhiều

its properties to be sure."

phép đo để chắc chắn hơn."

"How'd you do that?"

"Mấy cậu định thực hiện bằng cách nào?"

"Take a lot more data.

"Lấy thêm nhiều dữ liệu.

This new boson lives for only a very short time

Hạt boson mới này có thời gian sống rất ngắn

before it breaks down or decays

trước khi nó phân rã hay phóng xạ

into lighter, more stable particles.

thành các hạt nhẹ, bền hơn.

By measuring these particles,

Bằng cách đo các hạt mới này,

you learn about the properties of the boson."

cậu sẽ biết được đặc tính của boson."

"And what exactly are you looking for?"

"Vậy các cậu đang muốn tìm cái gì?"

"Well, the Standard Model predicts how often

"Mô hình Chuẩn dự đoán hoạt độ

and in what ways the Higgs boson would decay

và cách mà Higgs boson sẽ phân rã

to the various, lighter particles.

thành vô số các hạt nhẹ hơn.

So we want to see if the particle we have found

Nên tụi tớ muốn coi thử mấy hạt tìm thấy

is the one predicted by the Standard Model

có đúng là mấy hạt theo dự đoán của Mô hình Chuẩn

or if it fits into other possible theoretical models."

hay lại phù hợp với các mô hình lý thuyết khác."

"And if it fits a different model?"

"Nếu nó phù hợp với một mô hình khác thì sao?"

"That would be even more exciting!

"Thế lại càng thú vị!

In fact, that's how science advances.

Thực ra, đó là cách mà khoa học phát triển.

We replace old models with new ones

Chúng ta thay các mô hình cũ bằng các mô hình mới

if they better explain our observations."

giải thích đúng hơn các quan sát thực nghiệm."

"Right, so it seems like finding this Higgs boson

"À, vậy việc tìm ra Higgs boson

gives a direction for exploration,

cho ta định hướng để khám phá,

a bit like that Columbus guy heading west."

giống cách mà Columbus đi về phía Tây."

"Exactly! And this is really just the beginning."

"Đúng thế! Tất cả chỉ là khởi đầu thôi."