Nhờ ứng dụng hiện tượng sóng dừng âm thanh, các nhà khoa học có thể treo lơ lửng các giọt thuốc trong không trung (Ảnh của Dan Harris/Argonne National Laboratory).

Hãy nhìn vào bức ảnh (và video clip dưới đây), bạn sẽ thấy các giọt chất lỏng thật sự đang lơ lửng trong không trung. Đây là bức ảnh thật chứ không phải kỹ xảo, cũng không nhờ một không gian vi trọng lực nào cả. Thế nhưng các nhà vật lý thật sự đã phải tốn rất nhiều công sức để có được điều này: trạng thái treo lơ lửng nhờ sóng âm, cho phép giữ các giọt chất lỏng lơ lửng trong không trung. Đây là một thành tựu mới của các nhà khoa học tại Phòng Thí nghiệm Quốc gia Argonne, Hoa Kỳ.

Trong những thập niên gần đây, sự tìm kiếm sự sống trong dải Ngân hà là một đề tài hấp dẫn của ngành thiên văn hiện đại. Trong giai đoạn cuối cùng của quá trình tiến hóa, những ngôi sao phun ra hết vật chất và còn có khả năng nổ tung. Vật chất trong những ngôi sao đang hấp hối lại được dùng để tạo ra những ngôi sao và những hành tinh thế hệ sau. Nhiều hóa chất, thành phần cơ bản của những phân tử sinh học, đã được phát hiện trong dải Ngân hà. Do đó, các nhà thiên văn mạnh dạn cho rằng sinh vật, kể cả loài người trên trái đất và nếu có trên các hành tinh khác, cũng là hậu duệ của những ngôi sao.

Trạm tự hành (rover) Curiosity vừa được phóng lên hành tinh Hỏa ngày 6 tháng 8 năm 2012 để thăm dò môi trường của hành tinh xem có khả năng làm nảy sinh và nuôi dưỡng sự sống. Sự kiện Curiosity hạ cánh an toàn trên hành tinh Hỏa đã  được các phương tiện truyền thông đại chúng toàn cầu theo dõi. Tổng thống Obama cũng đích thân gọi điện để nói chuyện với các nhà khoa học của Cơ quan Hàng không Vũ trụ  NASA và Phòng thí nghiệm JPL. Tổng thống  ca ngợi họ đã phóng thành công trạm Curiosity và còn dí dỏm yêu cầu, nếu các nhà khoa học tìm thấy người ngoài trái đất thì vui lòng thông báo ngay cho ông biết. 

Theo tin từ Physicsworld.com (trang tin khoa học của NXB Hội Vật lý Anh quốc, IOP), Chính phủ Vương quốc Anh đã “chấp nhận một cách rộng rãi” (nguyên văn “widely accepted”) bản kiến nghị về mô hình xuất bản truy cập mở được soạn thảo bởi 15 nhóm nghiên cứu mạnh ở Anh mà người khởi xướng là GS. Janet Finch, một nhà xã hội học ở Đại học Manchester. Có thể xem đây là một thắng lợi cho phong trào đổi mới mô hình xuất bản khoa học trên toàn thế giới, nhằm đưa mọi người đọc có thể dễ dàng tiếp cận với các kết quả khoa học cũng như tri thức mới. Bản kiến nghị này đề nghị nước Anh cần chuyển mô hình xuất bản từ chỗ người đọc phải trả tiền để được đọc các công trình khoa học (reader pays) sang mô hình mở với người đọc và các tác giả sẽ là người trả phí cho việc mở các công trình này (author pays).

Gần đây, trên thế giới xuất hiện phong trào nhằm thay đổi mô hình xuất bản truyền thống đã quá lạc hậu trong việc truyền bá tri thức cũng như quyền được biết các nhà khoa học làm việc gia sao của công chúng. Theo mô hình truyền thống thì các nhà xuất bản làm lời trên công sức của các nhà khoa học, mà trong khi nhân dân, những người đóng thuế để có tiền tài trợ cho các nhà khoa học lại hoàn toàn không có quyền tiếp cận đến các kết quả khoa học này. Để thấy lạ lùng như thế nào, chúng ta thử nhìn qua qui trình nghiên cứu từ đầu đến cuối, và sẽ thấy đồng tiền luân chuyển ra sao (theo mô tả của GS. Nguyễn Văn Tuấn, Sydney, Australia): i) Nhà nước thu thuế từ người dân, và dùng một phần số tiền này để tài trợ cho các đại học, và các hoạt động nghiên cứu khoa học; ii) Nhà khoa học cạnh tranh nhau để được tài trợ từ Nhà nước. Họ sẽ dùng số tiền Nhà nước tài trợ để thực hiện công trình nghiên cứu; iii) Khi hoàn tất nghiên cứu, nhà khoa học đúc kết kết quả thành những bài báo khoa học, và những bài báo này sẽ được đệ trình đến những tập san khoa học để công bố; iv) Bài báo sẽ được bình duyệt bởi các chuyên gia trong chuyên ngành, và các chuyên gia này làm việc hoàn toàn không lương (họ chỉ có một dòng trong bản lí lịch khoa học!) Sau khi bình duyệt, ban biên tập (cũng là các nhà khoa học làm việc không lương) quyết định cho công bố hay không công bố bài báo; v) Khi quyết định công bố bài báo, bản thảo sẽ chuyển cho nhà xuất bản. Nhà xuất bản sẽ yêu cầu tác giả chỉnh sửa theo hình thức mà tập san yêu cầu. Sau đó, tác giả phải kí tên chuyển nhượng bản quyền cho … nhà xuất bản; vi) Sau khi bài báo được công bố chính thức trên giấy, nhà xuất bản gửi hoá đơn cho tác giả để trả tiền ấn phí. Tuỳ vào tập san và tuỳ vào số trang của bài báo, mỗi bài có thể tốn từ vài trăm USD đến hơn 1000 USD. Tác giả được tặng 50 hay 100 bản copy của bài báo.

Hầu như đồng thời vào hè năm 1964, sáu nhà vật lý độc lập với nhau cùng đề xuất một cơ chế mang khối lượng cho vạn vật. Cơ chế BEH (Brout, Englert, Higgs, coi phụ chú 5) này là nền tảng của Mô Hình Chuẩn, một lý thuyết diễn tả nhất quán và chính xác ba lực cơ bản của Tự nhiên: điện từ, lực mạnh và lực yếu của hạt nhân nguyên tử. Cùng với lực hấp dẫn (diễn tả bởi thuyết Tương đối rộng) chúng hợp thành bốn lực cơ bản chi phối cách vận hành và cấu trúc của vạn vật. Để chứng tỏ cơ chế BEH không chỉ là một ý tưởng thuần lý thuyết mà trái lại có thể kiểm chứng bởi thực nghiệm, điều tối quan trọng trong khoa học, riêng P. Higgs đã đề xuất là phải hiện hữu một hạt cơ bản vô hướng (spin 0). S.Weinberg gọi hạt này là boson Higgs mà CERN vừa tìm thấy dấu vết rất khả tín ngày 04/07/2012.

Hiện tượng lịch sử này các nhà vật lý hồi hộp đón chờ từ năm 1984 khi Trung tâm Âu châu Nghiên cứu Hạt nhân Nguyên tử (CERN) quyết định xây dựng máy gia tốc khổng lồ LHC¹ có năng lượng cao nhất thế giới để săn tìm hạt Higgs. Nó mở đầu một chương mới trong vật lý vì đây là lần đầu con người khám phá ra một lực mới lạ, lực mang khối lượng cho vật chất, coi như lực cơ bản thứ năm của Tự nhiên, bên cạnh bốn lực cơ bản quen thuộc nói ở trên. Nó gợi ra cách tiếp cận mới về khối lượng của vật chất, khác với quan điểm cố hữu coi khối lượng (hay năng lượng) là cái gì cho trước bởi Tự nhiên mà không ai hiểu nguồn gốc sâu xa. Có thể khối lượng của vật chất được tạo ra bởi sự tương tác của chúng với trường Higgs tràn đầy trong chân không của vũ trụ từ thủa nguyên thủy Big Bang. Khởi đầu tất cả đều không có khối lượng, do tương tác với trường Higgs mà vật chất mang khối lượng, nặng hay nhẹ tùy theo cường độ tương tác lớn hay nhỏ của chúng, càng tác động mạnh vật chất càng có khối lượng lớn.

Nguyên nhân nào thúc đẩy sáu nhà vật lý sáng tạo ra cơ chế BEH ? Khởi đầu là sự tìm hiểu tại sao hạt ánh sáng (photon γ) không khối lượng lại trở thành có khối lượng khi nó di chuyển trong các vật liệu siêu dẫn. Nguyên lý “Đối xứng Chuẩn” (local gauge symmetry), trụ cột chi phối toàn diện bốn định luật cơ bản nói ở trên, bó buộc photon phải có khối lượng bằng 0, điều phù hợp với nguyên lý bất định Heisenberg theo đó khối lượng của một vật tỷ lệ nghịch với tầm truyền của nó (phụ chú 6). Vì đối xứng chuẩn bị phá vỡ một cách tự phát (spontaneously broken) trong hiện tượng siêu dẫn khiến cho photon như mang một khối lượng. Vì có khối lượng nên nó chỉ có thể di chuyển trong một khoảng cách ngắn nhất định, khác với bản tính tự tại của sóng điện từ có thể truyền đi vô hạn. Bức tường ngăn chặn photon di chuyển trong vật liệu siêu dẫn chính là muôn ngàn cặp Cooper liên kết hai electron có spin đối nghịch và như vậy mang spin 0. Vì mang spin 0 nên các cặp này có thể hoà đồng như một ngưng tụ Bose-Einstein để vận hành như một dòng chảy của muôn ngàn điện tích và trở nên siêu dẫn.

Đối xứng chuẩn và sự phá vỡ tự phát của nó đóng vai trò chủ yếu của lực cơ bản thứ năm mà sự khám phá ra hạt Higgs là một bước ngoặt lịch sử.