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. |
HIẾU TRUNG (hieutrung@tuoitre.com.vn)
Khoa học không thể giải quyết bí mật tối hậu của thiên nhiên. Đó là vì, trong sự phân tích cuối cùng, chính chúng ta là một phần của bí mật mà
LỊCH SỬ NHÂN LOẠIKARL JASPERS (1883-1969)Lịch sử quan trọng như thế nào?Không có gì thiết yếu cho ta hơn lịch sử để ta biết ta, vì nó mở ra cho ta những
Danh mục Đại Tạng Phật giáo Tây Tạng: Kangyur-Tengyur khoảng trên 5000 tên các tác phẩm Kinh Luận thuộc về truyền thừa Nalanda Danh mục bao gồm 4 ngôn ngữ Tạng - Phạn
Siêu máy tính có thể dự đoán bất ổn xã hộiTrong tương lai các siêu máy tính sẽ có thể dự đoán những sự kiện gây bất ổn trong xã hội như
ÁP LỰC TỪ PHỤ HUYNH VÀ NHÀ TRƯỜNGTôi là nhà tâm lý học đã làm việc tại Việt Nam gần 8 năm. Trong thời gian đó, tôi chủ yếu tiếp xúc với
QUAN HỆ THẦY TRÒ Theo Tinh thần Kinh Kế thừa Chánh pháp Thầy, vầng mây bậc, thong dong, núi cao biển rộng Con, cánh nhạn chiều, chân trời sải cánh, dõi theo Thầy,
Giữ giới là lựa chọn tự do Giới luật của Phật giáo có nghĩa là: “Anh đừng tự làm thương tổn mình, anh đừng tự làm hại mình”. 1. Tự do của lệ thuộc
Đạo Phật là gì Lama Zopa and Lama Yeshe Khi bạn tìm hiểu về đạo Phật tức là bạn đang tìm hiểu về con người thật của mình, về bản chất của tâm trí
Vô minh bẩm sinh & Vô minh văn hóa(VHPG) Mọi kinh nghiệm của chúng ta, kể cả giấc mộng, khởi lên từ vô minh. Đây là một tuyên bố làm hoảng hốt