Đi tìm “Hạt của chúa” Boson Higgs cuộc phiêu liêu kỳ thú của khoa học

Lịch sử Vật lí các hạt cơ bản thế kỉ 20 là cuộc phiêu lưu kì thú và độc đáo của trí tuệ loài người. Nó bắt đầu từ những năm cuối thế kỉ 19, trải dài cho đến những thập kỉ cuối thế kỉ 20, với sự tham gia của rất nhiều bộ óc vĩ đại trong ngành vật lí từ lí thuyết đến thực nghiệm, nhằm trả lời câu hỏi từ hai ngàn năm trăm năm nay: Vật chất của thế giới là gì và chúng ta từ đâu đến?
Vào những thập kỉ cuối thế kỉ 20, sau bao nhiêu biến động, đột phá, bế tắc, hi vọng rồi tuyệt vọng, v.v., cuối cùng lí thuyết vật lí các hạt cơ bản đã kết tinh thành cái mà giờ đây được gọi phổ biến là Mô hình Chuẩn mà hạt boson Higgs được tiên đoán bằng lí thuyết như viên ngọc vương miện của nó, được hi vọng như là cơ sở đáng tin cậy cho lời giải cuối cùng về bản chất của vật chất, để trả lời câu hỏi muôn đời về Vũ trụ và kiếp nhân sinh.
Nhân dịp Trung tâm Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) công bố bằng chứng thực nghiệm về sự tồn tại của hạt boson Higgs vào ngày 4 tháng 7 năm 2012, Nhóm Chủ biên (Phạm Xuân Yêm, Nguyễn Xuân Xanh, Pierre Dariulat, Cao Chi và Chu Hảo) đã hợp tác với NXB Tri thức xuất bản cuốn Hạt Higgs và Mô hình Chuẩn vào tháng 3 năm 2014. Theo yêu cầu của đông đảo bạn đọc sau khi cuốn sách được phát hành, chúng tôi đã thỏa thuận với Nhóm Chủ biên lược bớt những phần quá chuyên sâu và không trực tiếp liên quan đến sự kiện tìm thấy hạt boson Higgs để phục vụ bạn đọc, đặc biệt là các bạn trẻ không chuyên ngành vật lí (hay vật lí các hạt cơ bản), nhưng không làm mất đi những thông tin cơ bản về cuộc phiêu lưu kì thú của khoa học trong quá trình săn tìm bằng chứng thực nghiệm sự ton tại của một hạt không thể không tồn tại đã được tiên đoán bằng lí thuyết từ gần 50 năm trước. Và giờ đây, trên tay các bạn là dạng thu gọn của cuốn sách nói trên.
Trên các phương tiện truyền thông đại chúng, hạt boson Higgs thường được gọi là Hạt của Chúa, bắt đầu từ một việc tình cờ, nhưng sau đấy lại trở thành ngầm định của cộng đồng khoa học (chủ yếu là ngoài giới vật lí các hạt cơ bản) về vai trò đặc biệt quan trọng của hạt này trong việc hình thành và vận động của toàn bộ vật chất trong Vũ trụ.
Số là vào năm 1993, Leon Lederman (giải Nobel Vật lí năm 1988) viết một cuốn sách nói về những gian truân của các nhà khoa học khi đi tìm hạt boson Higgs đã được tiên đoán trong Mô hình Chuẩn như là hạt “gia trì” khối lượng cho các hạt cơ bản khác mà Peter Higgs và hai đồng nghiệp tiên đoán từ năm 1964. Để thể hiện sự “bất mãn” của các nhà khoa học đối với một đối tượng hết sức khó chịu, cố tình lẩn tránh mọi cố gắng của các nhà thực nghiệm, không chịu “xuất đầu lộ diện”, Leon Lederman đặt cho nó cái tên “Hạt mắc dịch” (Goddamn particle). Nhà xuất bản chấp nhận cuốn sách này với một yêu cầu thay đổi nhỏ: thay vì Goddamn particle hãy viết đơn giản là God particle cho thích hợp và thanh nhã hơn. Từ đấy hạt này mang tên lóng là Hạt của Chúa. Dường như bản thân tác giả chính của hạt này, ngài Peter Higgs, và các nhà vật lí hạt không mấy mặn mà với tên gọi đó, vì nó chẳng liên quan gì đến các vị Chúa mang hình hài con người của các tôn giáo; ngược lại là khác: nó góp phần vào việc thu hẹp “sân chơi” của Chúa. Thế nhưng nếu hiểu Chúa như một biểu hiện phiếm thần của các định luật tinh tế đến mức thần bí của Tự nhiên thì hạt Higgs quả xứng đáng được tôn vinh như thế, như các bạn sẽ được chứng nghiệm khi đọc hết cuốn sách nhỏ này.