Nobel vật lý soi rọi hạt neutrino

Theo thông tin từ trang web Nobelprize.org, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã quyết định trao giải Nobel vật lý năm nay cho hai nhà khoa học Takaaki Kajita (Nhật Bản) và Arthur B. McDonald (Canada) với công trình phát hiện về hạt neutrino, hạt cơ bản có khối lượng rất nhỏ và có khả năng thay đổi dạng thái.

Theo RSAC, phát hiện này đã thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về thế giới lượng tử và đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiểu biết về vũ trụ của loài người.

Neutrino là hạt cơ bản được cho là không có khối lượng và có số lượng tồn tại lớn thứ hai trong vũ trụ sau hạt ánh sáng (photon). Neutrino di chuyển trong không gian với tốc độ gần bằng tốc độ của ánh sáng và ít tương tác với vật chất.

Người ta sẽ tạo ra một số hạt neutrino thông qua hiện tượng Vụ nổ lớn, các vụ nổ sao (supernova), phản ứng hạt nhân trong các nhà máy hạt nhân và các quá trình phân rã phóng xạ tự nhiên, vv.

Trong suốt nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học trên thế giới luôn quan tâm đến bí ẩn của hạt neutrino, với nhiều người thậm chí không tin rằng nó tồn tại. Vào năm 1956, hai nhà vật lý người Mỹ Frederick Reines (đoạt giải Nobel năm 1995) và Clyde Cowan đã thông báo cho nhà khoa học người Áo Wolfgang Pauli (đoạt giải Nobel năm 1945) – người đã tiên đoán sự tồn tại của neutrino – rằng họ đã tìm thấy hạt này.

Có Thể Bạn Quan Tâm :   Nuôi con theo phương pháp EASY: Bé khoẻ, mẹ nhàn tênh

Tuy nhiên, vì neutrino ít tương tác với vật chất nên các nhà khoa học chưa hiểu rõ về bản chất của nó. Do đó, đã có một chiến dịch trên toàn cầu để nghiên cứu về neutrino.

Trong năm 1996, trạm quan sát neutrino Super-Kamiokande đã được xây dựng dưới một khu mỏ ở cách Tokyo khoảng 250km. Ba năm sau đó, đài quan sát neutrino Sudbury (SNO) cũng được xây dựng trong một khu mỏ ở Ontario, Canada, cũng tham gia vào cuộc chiến tìm kiếm này.

Vào năm 1998, chuyên gia người Nhật Bản Takaaki Kajita đã công bố phát hiện về sự thay đổi của neutrino khi đi qua trạm quan sát Super-Kamiokande. Trạm quan sát này đã bắt được các hạt neutrino được tạo ra từ các phản ứng giữa tia vũ trụ và bầu khí quyển Trái đất.

Trong khi đó, trạm quan sát neutrino SNO nghiên cứu về neutrino xuất phát từ Mặt trời. Vào năm 2001, nhóm nghiên cứu dưới sự dẫn đầu của nhà vật lý Arthur B. McDonald đã chứng minh rằng neutrino từ Mặt trời không biến mất trên đường đi đến Trái đất mà chuyển sang một dạng thái khác.

Có Thể Bạn Quan Tâm :   Agile là gì? Scrum là gì? Các công cụ quản lý dự án theo Agile mà bạn nên biết

Phát hiện của Kajita và McDonald đã khám phá ra hiện tượng mới, đó là sự dao động của neutrino. Kết luận là neutrino phải có khối lượng dù rất nhỏ, điều này đã tạo ra một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực vật lý hạt và hiểu biết của con người về vũ trụ.

Cộng đồng chuyên gia đánh giá phát hiện về hạt neutrino có khối lượng là một bước tiến vĩ đại trong lĩnh vực vật lý hạt. Trong thế giới vật lý hạt, Mô hình chuẩn, mô hình mô tả tương tác mạnh, tương tác yếu, lực điện từ và các hạt cơ bản tạo nên vật chất, đã phát triển thành công từ đầu những năm 1970.

Kể từ đó, Mô hình chuẩn đã vượt qua mọi thử thách. Tuy nhiên, để Mô hình chuẩn hoàn chỉnh, neutrinos phải không có khối lượng.

Phát hiện của Kajita và McDonald đã chứng minh rằng Mô hình chuẩn không phải là lý thuyết hoàn chỉnh về hoạt động của các yếu tố cơ bản nhất trong vũ trụ. Tuy nhiên, ngành vật lý cần phải giải đáp nhiều câu hỏi quan trọng về bản chất của neutrino trước khi phát triển các lý thuyết mới vượt ra ngoài Mô hình chuẩn.

Các câu hỏi này bao gồm: Neutrino có khối lượng là gì? Tại sao chúng lại nhẹ như vậy? Có mấy loại neutrino đã được phát hiện và còn nhiều loại khác nữa không? Tại sao chúng khác biệt so với các hạt cơ bản khác?

Có Thể Bạn Quan Tâm :   Bộ số lô đề là gì – Tất cả các bộ số trong lô đề cơ bản nhất

Với giải Nobel năm nay, RSAC khẳng định rằng việc phát hiện này đã tiếp sáng cho thế giới về bí ẩn và sự bí mật của hạt neutrino.

Trên toàn cầu, các nhà khoa học đang nỗ lực để “bắt” neutrino và nghiên cứu về chúng. Các phát hiện mới về những bí ẩn của hạt neutrino sẽ làm thay đổi sự hiểu biết của con người về lịch sử, cấu trúc và tương lai của vũ trụ, theo đánh giá của RSAC.

Takaaki Kajita hiện là giám đốc Viện Nghiên cứu tia vũ trụ và giáo sư tại Đại học Tokyo, Nhật Bản. Trong khi đó, Arthur B. McDonald là giáo sư tại Đại học của Regina ở Canada.

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

Bào chữa cho việc phát hiện về neutrino, ông khẳng định rằng nó không chỉ thay đổi vật lý hạt mà còn giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quy trình tổng hợp hạt nhân và có thể trở thành một nguồn năng lượng quan trọng cho con người vào tương lai.

Back to top button