NOBEL VẬT LÝ 1999

t Hooft viết luận văn tốt nghiệp đại học dưới sự hướng dẫn của Martinus Veltman (thường được gọi thân mật là Tini). Cái đầu tiên Veltman đưa ra cho t Hooft là bài báo của C. N. Yang và R. L. Mills.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NOBEL VẬT LÝ 1999 GIẢI NOBEL VẬT LÝ 1999 t Hooft viết luận văn tốt nghiệp đại học dưới sự hướng dẫn của MartinusVeltman (thường được gọi thân mật là Tini). Cái đầu tiên Veltman đưa ra cho tHooft là bài báo của C. N. Yang và R. L. Mills. Sau này người ta nói đó là một bài báoxuất sắc. Bài báo này rất độc đáo và tinh tế nhưng nó cũng được coi như là vô dụng.Veltman cho rằng bài báo của Yang và Mills mô tả các hạt không tồn tại trong tựnhiên nhưng chúng có thể tồn tại ở một dạng biến đổi nào đó. Veltman giao cho tHooft nhiệm vụ nghiên cứu sự phá vỡ đối xứng tự phát. Có nhiều sự lầm lẫn liênquan đến cái gọi là định lý Goldstone. Jeffrey Goldstone cho rằng sự phá vỡ đốixứng tự phát ngụ ý sự tồn tại của các hạt không có khối lượng. Sự phá vỡ đối xứngtự phát có thể không phải là giải pháp của bài toán Yang-Mills do không tồn tại cáchạt không có khối lượng như thế. t Hooft đã bỏ qua bài toán này vì ông không hiểutại sao người ta nghĩ có những hạt không có khối lượng khi ông không nhìn thấycác hạt này trong các phương trình. Nhiệm vụ của t Hooft sau đó là nghiên cứu dịthường Adler-Bell-Jackiw. Veltman cho rằng các pion trung hòa không thể phân rãthành các photon. Nhưng sự phân rã này thực sự xảy ra và quan điểm của Veltmankhông đúng. Quan điểm này dựa trên cơ sở toán học sai lầm. Sai lầm này là một cáigì đó cực kỳ thú vị và nó sẽ tiếp tục đóng một vai trò đáng chú ý sau đó trong vật lýhạt. Có những bài toán liên quan với hạt eta. Nó phân rã thành ba pion trong khi nósẽ không như thế. Giải pháp cho vấn đề này còn hoàn toàn chưa biết. Veltman đưara cho t Hooft nhiều đề tài để ông lựa chọn và ông thích nhất đề tài mà Veltmancũng đang theo đuổi là tái chuẩn hóa trường Yang-Mills. Velman giải thích rằng cáctrường vectơ cần phải đóng một vai trò quan trọng trong các tương tác yếu và cáctrường vectơ tồn tại cả trong các tương tác mạnh. Tất cả các trường này được liênkết với các hạt quay (spinning particle) có khối lượng. Ở đây, khối lượng là bàitoán xuất phát. Velman giải thích rằng các thuật ngữ khối lượng này trong cácphương trình có vẻ không đáng chú ý lắm nhưng cuối cùng chúng cản trở mọi cốgắng của ông nhằm đạt được một lý thuyết có ý nghĩa. Veltman đã nghiên cứu cácsố liệu thực nghiệm liên quan đến các tương tác yếu. Vì thế, ông nhận thấy cáctương tác yếu có một cái gì đó gắn với lý thuyết của Yang và Mills và vấn đề trở nênphức tạp đến mức không thể nghiên cứu nó bằng tay. Veltman bắt đầu thiết kế mộtchương trình máy tính để tính toán các biểu thức đại số phức tạp. Lúc đó, các máytính còn đang ở giai đoạn phôi thai. Các máy tính tay (hand-held calculator) đơngiản nhất hiện nay chứa nhiều chuyển mạch điện tử hơn và chạy nhanh hơn cácthiết bị cồng kềnh gọi là các máy tính khi đó. Các quái vật này cần nuốt các cuộngiấy trong đó người ta cần đục lỗ các chương trình của mình. Hành động củaVeltman là một hành động anh hùng. Điều mà t Hooft bắt đầu nghĩ đến là một cáchthức riêng của ông đối với định lý Goldstone. Cái mà ông xây dựng lại theo cáchriêng của mình là một cái gì đó cũng đã thực sự tồn tại. Bây giờ nó nổi tiếng với cáitên là cơ chế Higg nhưng các yếu tố quan trọng của nó do Francois Englert vàRobert Brout rút ra. Không may là Veltman không nghĩ đến các ý tưởng này.Veltman muốn rút ra ngay bất cứ cái gì bằng cách xem xét số liệu thực nghiệm vàtiến hành các phép biến đổi trường đối với cái mà ông có thể sử dụng chương trìnhmáy tính của mình. Theo quan điểm của Veltman, t Hooft rõ ràng thiếu sự thấuhiểu các vấn đề thực nghiệm. t Hooft tham dự một trường mùa hè về vật lý lý thuyết ở Cargese. Gần thịtrấn nhỏ này ở trên đảo Corsica của Pháp, nhà vật lý Pháp Maurice Levy thiết lậpViện Cao học mười năm trước đó. Levy chọn vị trí này vì nó có lượng ánh sáng MặtTrời lớn nhất vào mùa hè ở Pháp. Khi t Hooft đến Cargese, Levy cùng với MurrayGell-Mann đang phát triển một mô hình cho các hạt tương tác mạnh. Về hình thức,mô hình này có thể tái chuẩn hóa nhưng trong thực tế còn có nhiều vấn đề bàn cãi.Mùa hè năm 1970 có nhiều giảng viên ở trường mùa hè Cargese như Levy,Benjamin W. Lee (người Hàn Quốc), Kurt Symanzik (người Đức gốc Ba Lan) vànhiều người Pháp trong đó có Jean-Loup Gervais. Mô hình Gell-Mann-Levy là mộtmô hình với sự phá vỡ đối xứng tự phát. Các pion ở đây được giải thích như các hạtGoldstone. Các giảng viên ở trường mùa hè nói về sự tái chuẩn hóa khi có mặt sựphá vỡ đối xứng tự phát và họ nói rằng các thuật ngữ khối lượng sinh ra (khốilượng của proton) không gây ra bất cứ vấn đề gì. t Hooft có hỏi một câu duy nhấtcho cả Lee và Symazik là : Tại sao chúng ta không thể làm như thế đối với các lýthuyết Yang-Mills?. Họ đưa ra cùng một câu trả lời là : Nếu anh là một học trò củaVeltman thì anh hãy hỏi ông ấy vì chúng tôi không phải là chuyên gia về Yang-Mills. Một bức tranh chung liên quan đến các hạt môi giới (vector particle) có khốilượng đã hình thành trong tâm trí của t Hooft ...