Dec 7, 2009

Looking beyond the LHC

Earlier this year more than 100 experimentalists, theorists and machine physicists gathered at a CERN Theory Institute to investigate the impact of early LHC data on the field of particle physics, with particular focus on future accelerators and experiments.

Résumé

Du LHC à un futur collisionneur

Plus de cent physiciens – expérimentateurs, théoriciens ou physiciens des accélérateurs – ont participé à un séminaire au CERN pour étudier l’incidence des premières données du LHC sur la préparation des futurs accélérateurs et expériences. Le but était de donner à la communauté de la physique des particules des outils pour fixer des priorités entre les options. Des résultats inédits dans les premières données du LHC ouvriront des perspectives stimulantes, qui devront être explorées par une nouvelle grande machine. Afin de tirer parti au mieux des possibilités, la communauté de la physique des particules devra s’unir et motiver par des arguments solides la construction d’une telle machine. Le séminaire était l’occasion d’en discuter dès à présent, avant qu’on ne dispose des premiers résultats du LHC.

Fig. 1.

The LHC at CERN is about to start the direct exploration of physics at the tera-electron-volt energy scale. Early ground-breaking discoveries may be possible, with profound implications for our understanding of the fundamental forces and constituents of the universe, and for the future of the field of particle physics as a whole. These first results at the LHC will set the agenda for further possible colliders, which will be needed to study physics at the tera-electron-volt scale in closer detail.

Đọc tiếp »

Anh Đàm Thanh Sơn mới mở blog, mong anh viết bài thường xuyên để anh em được update tình hình vật lý mới cũng như thông tin về anh. Xin được đưa bài viết đầu tiên của anh cho các bạn tham khảo.

_______________________________________________________________

Bài này tôi viết nhân dịp thành tựu của Hòa Thượng Thích Học Toán được báo Time đưa vào 1 trong 10 sự kiện khoa học quan trọng nhất của năm 2009.  Tôi thực ra không biết gì lắm về chương trình Langlands, hay quan hệ của nó với Vật lý, nhưng sự kiện này làm tôi quyết định mạnh dạn viết ra những gì mình biết, ở trình độ khoa học thường thức thôi, coi như một món quà nhỏ gửi tặng Hòa Thượng. Bạn đọc sẽ thấy đoạn cuối hơi bị “cụt”. Đầu đề bài viết đáng lẽ phải khiêm tốn hơn, nhưng thôi cứ để thế để lôi kéo bạn đọc gần xa.

Trước hết, chúng ta nhắc lại một số thức phổ thông về tương tác điện từ.

Chắc ai cũng nhớ định luật Coulomb: hai điện tích  và  tương tác với nhau bằng lực

Nếu  va  cùng dấu thì đây là lực đẩy, còn nếu  và  ngược dấu thì nó là lực hút. Ta sẽ viết công thức này theo một cách khác. Do công (tức là năng lượng) = lực  quãng đường, thế năng giữa hai hạt đó bằng:

Bây giờ giả sử ta giam hai hạt có điện tích  ở trong một cái hộp có kích thước mỗi chiều là .

Theo công thức trên thế năng của hai hạt là khoảng . Động năng thì là bao nhiêu? Theo lý thuyết lượng tử, khi một hạt bị giam vào một cái hộp như vậy, thì nó không thể nào đứng yên. Nguyên lý bất định của Heisenberg cho biết là xung lượng  của hạt này phải lớn hơn , trong đó  là hằng số Planck: .

Một hạt có xung lượng thì phải có năng lượng. Theo quan điểm của thuyết tương đối thì năng lượng và xung lượng được hợp nhất thành một vectơ 4 chiều: , trong đó  là tốc độ ánh sáng.  Không gian này là không gian Minkowski, ở đó độ dài của véctơ đó là  (chú ý dấu trừ!). Một hạt có khối lượng là thì độ dài của véctơ này là :

Giả sử kích thước của hộp  rất nhỏ, khi đó  lớn hơn nhiều , và .

Như vậy nếu ta có hai hạt bị giam vào một hộp kích thước , động năng của chúng ít nhất sẽ là , và thế năng là . Tỷ lệ (thế năng)/(động năng) bằng , không phụ thuộc và kích thước của hộp. Thay thế giá trị của , ,  trong tự nhiên vào, con số này bằng 1/137 (chính xác hơn là 1/137.036)  Thế năng nhỏ hơn động năng khoảng 100 lần. Đây là một hằng số cơ bản của tự nhiên, vì lý do lịch sử, nó được gọi là “hằng số cấu trúc tinh tế”. Hầu như tất cả mọi thứ quanh ta (kể cả hóa học, sinh vật học) đều phụ thuộc vào hằng số này. Ví dụ ta có khoảng 100 nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn chính là do nghịch đảo của hằng số này bằng khoảng 100.

Tuy thế trong tự nhiên có một điểm rất lạ mà không ai giải thích được: đó là điện tích của tất cả các hạt đều bằng một số nguyên nhân cho điện tích cơ bản. Điện tích cơ bản là 1/3 điện tích electron. Các hạt quark có thể có điện tích 2 lần hay 1 lần điện tích cơ bản nhưng không có hạt nào có điện tích, ví dụ, bằng 1/4 hay  lần điện tích của electron.

Tại sao lại như vậy?

Đọc tiếp »

ANNOTATED PHYSICS ENCYCLOPÆDIA

http://web.mit.edu/redingtn/www/netadv/ii.html

UC Berkeley Lib

http://www.lib.berkeley.edu/PHYS/physlinks.html

On requests for career advice

Every so often, I receive a query asking for advice on mathematical career issues, such as

• What fields in mathematics should one study?
• What mathematical texts should one buy or read?
• What problems should one try to solve?
• How should one approach mathematical problems?
• How should one write mathematical papers?
• What universities should one apply to?
• What strategies should one pursue to increase one’s chances of admission (e.g. to UCLA)?
• More generally, how should one “succeed” in mathematics?

These requests for advice are of course very flattering. Unfortunately, these questions are too general, and too dependent on one’s specific circumstances, interests, options, and context for me to offer anything other than generic platitudes (see below). Because of this, and because of lack of available time, I am regretfully unable to meaningfully respond to any such queries. I would recommend instead consulting with one’s high school, undergraduate or graduate advisor, who is more attuned to your specific situation and will be able to offer more relevant advice. In particular, I am unable to personally advise anyone other than UCLA graduate students who have already passed their qualifying exams.

Đọc tiếp »

GS.TS Đàm Thanh Sơn

Trước thềm năm mới, GS.TS Đàm Thanh Sơn – giáo sư Vật lý Đại học Washington ở Seattle, Mỹ đã có cuộc trao đổi với Tia Sáng về Khoa học và Giáo dục nước nhà.

* Trước hết xin GS cho biết đôi nét về công việc hiện nay của GS?

- Là một giáo sư Vật lý tại trường, ngoài thời gian giảng dạy, tôi được tự do nghiên cứu. Tôi nghiên cứu về vật lý lý thuyết, chủ yếu là vật lý hạt cơ bản và vật lý hạt nhân, nhưng tôi cũng quan tâm đến vật lý chất rắn, thiên văn học, và các ngành vật lý khác. Nguồn tài trợ chính cho nghiên cứu của tôi là từ chính phủ liên bang Mỹ, thông qua Bộ Năng lượng.

Đọc tiếp »