Nobel vật lý soi rọi hạt neutrino

07/10/2015 09:33 AM | Công nghệ

Giải Nobel vật lý 2015 được trao tặng cho hai nhà khoa học có công phát hiện tính chất “tắc kè hoa” của hạt sơ cấp neutrino, qua đó làm thay đổi vốn kiến thức của loài người về vũ trụ.

Nobel vật lý soi rọi hạt neutrino
Nhà khoa học Canada Arthur B. McDonald và vợ sau khi hay tin thắng giải Nobel - Ảnh: Reuters

Theo trang web Nobelprize.org, Viện hàn lâm Khoa học hoàng gia Thụy Điển (RSAC) quyết định trao giải Nobel vật lý cho nhà khoa học Takaaki Kajita (Nhật) và Arthur B. McDonald (Canada) nhờ phát hiện hạt neutrino có thể thay đổi dạng thái, cho thấy hạt sơ cấp này có khối lượng dù cực nhỏ.

“Phát hiện này đã làm thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về thế giới lượng tử và đóng vai trò quan trọng đối với kiến thức của loài người về vũ trụ” - RSAC nhấn mạnh.

Neutrino là hạt sơ cấp từng được cho là không có khối lượng. Sau hạt ánh sáng (photon), neutrino là hạt tồn tại nhiều nhất trong vũ trụ. Trái đất thường xuyên bị neutrino bắn phá. Neutrino di chuyển trong vũ trụ với tốc độ gần bằng ánh sáng và hiếm khi tương tác với vật chất.

Một số hạt neutrino được tạo ra từ Vụ nổ lớn (Big Bang), phần lớn từ các vụ nổ sao (supernova), phản ứng trong nhà máy hạt nhân hay quá trình phân rã phóng xạ tự nhiên...

Hạt “ma quái”

Từ nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học quốc tế luôn trăn trở với bức màn bí ẩn che giấu bản chất hạt neutrino, thậm chí nhiều người còn không tin rằng nó tồn tại. Năm 1956, hai nhà vật lý học Mỹ Frederick Reines (đoạt giải Nobel năm 1995) và Clyde Cowan gửi thư cho nhà khoa học Áo Wolfgang Pauli (giải Nobel năm 1945) - người từng tiên đoán sự tồn tại của neutrino, để thông báo họ đã tìm thấy neutrino.

Nhưng giới vật lý hạt không hiểu rõ bản chất của neutrino vì loạt hạt “ma quái” này hầu như không tương tác với vật chất. Một chiến dịch săn lùng neutrino được phát động trên toàn thế giới.

Năm 1996, đài quan sát neutrino Super-Kamiokande, nằm dưới một khu mỏ cách Tokyo 250km, bắt đầu hoạt động. Ba năm sau, đài quan sát neutrino Sudbury (SNO), trong một khu mỏ ở Ontario (Canada), cũng tham gia chiến dịch tìm kiếm đầy gian khổ.

Năm 1998, chuyên gia Nhật Takaaki Kajita công bố phát hiện hạt neutrino thay đổi khi đi vào đài Super-Kamiokande. Các hạt neutrino mà đài Super-Kamiokande bắt được được sản xuất từ các phản ứng giữa tia vũ trụ với bầu khí quyển Trái đất.

Trong khi đó, SNO nghiên cứu neutrino xuất phát từ Mặt trời. Đến năm 2001, nhóm nghiên cứu do nhà vật lý Arthur B. McDonald dẫn đầu cũng chứng minh được rằng neutrino từ Mặt trời không biến mất trên đường tới Trái đất mà chuyển sang một dạng thái khác.

Nhà khoa học Nhật Takaaki Kajita hạnh phúc tại buổi họp báo chiều 6-10 ở Tokyo - Ảnh: Reuters

Giúp hiểu tương lai 
vũ trụ

Các thí nghiệm của hai nhà khoa học đã phát hiện một hiện tượng mới: dao động phảng phất của neutrino. Kết luận sâu hơn là neutrino phải có khối lượng dù cực nhỏ. Đó là khám phá mang tính chất đột phá đối với vật lý hạt và sự hiểu biết của loài người về vũ trụ.

Giới chuyên môn đánh giá “phát hiện hạt neutrino có khối lượng” là đột phá vĩ đại đối với ngành vật lý hạt. Mô hình chuẩn của vật lý hạt (thuyết mô tả về tương tác mạnh, tương tác yếu, lực điện từ cũng như những hạt cơ bản tạo nên vật chất) được phát triển đầu thập niên 1970 và hoạt động cực kỳ thành công.

Trong 20 năm qua, Mô hình chuẩn đã đánh bại mọi thách thức. Nhưng Mô hình chuẩn đòi hỏi neutrino phải không có khối lượng.

Phát hiện của hai chuyên gia Kajita và McDonald cho thấy Mô hình chuẩn không thể là lý thuyết toàn vẹn và hoàn chỉnh về hoạt động của các thành tố cơ bản nhất trong vũ trụ. Nhưng ngành vật lý vẫn cần phải trả lời nhiều câu hỏi quan trọng về bản chất của hạt neutrino trước khi phát triển các lý thuyết mới vượt ra ngoài Mô hình chuẩn.

Khối lượng của neutrino là gì? Tại sao chúng lại nhẹ như vậy? Neutrino chỉ có ba loại đã phát hiện hay nhiều hơn? Tại sao chúng khác biệt với các hạt cơ bản khác đến thế?

RSAC khẳng định phát hiện đoạt giải Nobel vật lý 2015 đã chiếu rọi ánh sáng khoa học vào thế giới ẩn giấu và bí mật của hạt neutrino.

Trên thế giới, các nhà vật lý đang chạy đua dữ dội để “bắt” hạt neutrino và nghiên cứu chúng. “Các phát hiện mới về những bí mật bị che giấu kỹ càng của hạt neutrino sẽ làm thay đổi sự hiểu biết của loài người về lịch sử, cấu trúc và số phận tương lai của vũ trụ” - RSAC đánh giá.

Khoảnh khắc Eureka

Nhà khoa học Takaaki Kajita hiện là giám đốc Viện Nghiên cứu tia vũ trụ và giáo sư ĐH Tokyo (Nhật). Ông Arthur B. McDonald là giáo sư ĐH Queen ở Canada.

“Trong thí nghiệm này, chúng tôi có một khoảnh khắc Eureka khi phát hiện neutrino thay đổi dạng thái khi đi từ Mặt trời tới Trái đất” - Reuters dẫn lời giáo sư McDonald.

Ông khẳng định phát hiện về neutrino không chỉ làm thay đổi vật lý hạt mà còn soi sáng cơ chế hoạt động của quá trình tổng hợp hạt nhân, tương lai có thể trở thành nguồn điện quan trọng của loài người.

Theo HIẾU TRUNG

Tuổi Trẻ

Cùng chuyên mục
XEM

NỔI BẬT TRANG CHỦ

Từ cuộc chiến TMĐT giữa Tiki, Sendo với Shopee, Lazada đến du lịch trực tuyến, bức tranh ngành OTA Việt Nam khốc liệt ra sao?

Cuộc chiến của các doanh nghiệp OTA Việt Nam hiện nay cũng khốc liệt không kém TMĐT bán lẻ. Thị trường OTA đang dần hình thành bức tranh cạnh tranh giữa Vntrip và Traveloka khi các doanh nghiệp nội khác đang có dấu hiệu hụt hơi hoặc từ bỏ cuộc chơi.

Câu chuyện kinh doanh

Đại gia nội như Vingroup, Saigon co.op đang tạm thắng thế trên thị trường bán lẻ, nhưng cuộc chiến đích thực chỉ mới bắt đầu

Sự cạnh tranh của thị trường bán lẻ mới đang chỉ bắt đầu. Việc các doanh nghiệp lớn như Vingroup và Saigon co.op trong thời gian qua mở rộng kinh doanh về nhiều các tỉnh thành lớn và thâu tóm các thương hiệu nhỏ lẻ là minh chứng cho điều này.

Mảng payment ở Việt Nam càng thêm nóng: VNPay sắp được Softbank và quỹ chính phủ Singapore rót 300 triệu USD?

Quỹ Tầm nhìn Softbank của tỷ phú Masayoshi Son và quỹ đầu tư GIC của chính phủ Singapore vừa đề xuất một khoản đầu tư 300 triệu USD vào startup mảng payment của Việt Nam - VNPay, DealStreetAsia đưa tin.

Câu chuyện kinh doanh

"Bồ kết gội đầu, nước trầu súc miệng" và chuyện CEO trẻ bỏ phố về rừng, kinh doanh sản phẩm làm đẹp không hóa chất, phụng dưỡng tự nhiên

Chân đi dép cao su. 10 đầu ngón tay nhám đen vì hái lá thuốc. Đỗ Hoàng mang dáng vẻ của một nông dân nhiều hơn là một doanh nhân. Anh là CEO Vietherb, kinh doanh các sản phẩm từ các bài thuốc nam của người Việt như bồ kết gội đầu, nước lá trầu súc miệng, bồ hòn dùng rửa bát, bột đậu xanh rửa mặt.

Đọc thêm