Nhà khoa học Việt nghiên cứu vũ trụ qua thí nghiệm lớn nhất thế giới

9 小时前 8

Khoa học công nghệ

Thứ tư, 29/7/2026, 10:00 (GMT+7)

Nhóm nghiên cứu tại Viện Vật lý tham gia thí nghiệm cùng hơn 1.000 nhà khoa học thế giới để tìm hiểu về bí ẩn của vật chất cũng như nguồn gốc và tiến hóa của vũ trụ.

Thông qua dự án "Nghiên cứu vật lý năng lượng cao với một số thí nghiệm quốc tế tại Nhật Bản", các nhà khoa học Việt Nam được tham gia hai trong số thí nghiệm vật lý hạt hiện đại nhất hiện nay là Belle-II và T2K. Dự án được triển khai trong giai đoạn 2024 - 2026, là một phần của chương trình hợp tác nghiên cứu quốc tế, dẫn đầu bởi TS Nguyễn Anh Kỳ, Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Belle II và T2K là các thí nghiệm vật lý năng lượng cao đặt tại Nhật Bản. Belle-II sử dụng máy gia tốc SuperKEKB để nghiên cứu tương tác giữa electron và phản hạt của nó là positron. T2K sử dụng máy gia tốc J-PARC và máy dò Super-Kamiokande để nghiên cứu neutrino, loại hạt cơ bản có khối lượng gần như bằng không, đi xuyên qua vật chất mà không để lại dấu vết.

TS Nguyễn Anh Kỳ cho biết, cả hai thí nghiệm đều giúp con người tiến gần hơn đến việc hiểu bản chất sâu nhất của vật chất cũng như nguồn gốc và tiến hóa của vũ trụ.

Các nhà khoa học đã sử dụng máy gia tốc thực hiện các thí nghiệm để cho các hạt cơ bản di chuyển ở tốc độ cao và va chạm, sau đó quan sát cách chúng tương tác, phân rã và đối chiếu với dự đoán của lý thuyết. "Nhóm Việt Nam có cơ hội nghiên cứu những vấn đề nóng nhất của vật lý cơ bản hiện đại, góp phần nâng cao năng lực khoa học và công nghệ của đất nước", TS Kỳ nói.

Ông cũng cho biết, trước đây, Việt Nam chủ yếu tham gia các thí nghiệm quốc tế ở mức độ học hỏi hoặc hỗ trợ phân tích dữ liệu. Đến nay, các nhà khoa học đã trực tiếp đảm nhiệm nhiều nhiệm vụ kỹ thuật cốt lõi của các thí nghiệm.

Với Belle-II, nhóm Việt Nam, do TS Kỳ thành lập và trực tiếp phụ trách, với TS Đồng Văn Thanh (Đại học Bách khoa Hà Nội) là thành viên chủ chốt, đã tham gia xây dựng, lắp đặt, thử nghiệm và hiệu chuẩn buồng trôi trung tâm (Central Drift Chamber - CDC). Đây là một trong những thiết bị cốt lõi của hệ thống đầu dò của Belle-II, giúp ghi nhận chính xác quỹ đạo và động năng của hạt tích điện sinh ra từ va chạm.

Trong thí nghiệm này, electron và positron được gia tốc rồi cho va chạm trực diện với nhau. Phản hạt hay phản vật chất là các hạt có cùng khối lượng nhưng mang điện tích trái dấu so với hạt thông thường. Khi gặp nhau, vật chất và phản vật chất sẽ hủy lẫn nhau và giải phóng năng lượng.

Belle-II khám phá "hành vi" khác nhau của hai loại hạt, nhằm giải đáp một trong những câu hỏi lớn nhất của vật lý - tại sao sau Vụ Nổ Lớn vật chất và phản vật chất không hủy lẫn nhau mà vẫn còn đủ vật chất để hình thành các thiên hà, ngôi sao, hành tinh và sự sống như ngày nay. Hiện nhóm Việt Nam giữ vai trò quan trọng trong việc vận hành và đảm bảo độ chính xác của một số thiết bị đo, bảo đảm chất lượng dữ liệu quan sát được.

Máy gia tốc SuperKEKB sử dụng trong thí nghiệm Belle-II đã nhiều lần lập kỷ lục thế giới về độ sáng tức thời, đại lượng đặc trưng cho khả năng tạo ra va chạm hạt của máy gia tốc, đưa Belle-II trở thành một trong những thí nghiệm vật lý hạt tiên tiến nhất thế giới.

Với T2K, các nhà khoa học Việt Nam, do PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Vân (Viện Vật lý) và TS Cao Văn Sơn (Trung tâm quốc tế về khoa học và giáo dục liên ngành - ICISE) dẫn đầu, hỗ trợ vận hành hệ thống gia tốc tạo neutrino, các hệ máy dò gần nhằm kiểm tra các chùm neutrino tạo ra, mô phỏng và phân tích dữ liệu.

T2K dùng hệ thống gia tốc cho proton va vào một bia vật chất nhằm tạo ra một chùm neutrino, chùm hạt sau đó di chuyển 295 km đến máy dò Super-Kamionkande, nằm ở độ sâu 1.000 m dưới lòng đất - nơi các nhà khoa học thực hiện quan sát.

Thí nghiệm này được thiết kế trên phạm vi rộng như vậy nhằm xem xét hiện tượng dao động neutrino - một loại neutrino biến thành loại khác sau khi đi một quãng đường đủ dài. Việc neutrino có thể dao động chứng tỏ chúng có khối lượng, tức là sai khác với giả định của mô hình chuẩn rằng neutrino không có khối lượng hay khối lượng quá bé nên có thể bỏ qua.

Nhóm Việt Nam giữ vai trò ở "đầu nguồn" của thí nghiệm, theo dõi hướng và tương tác của neutrino ngay sau khi hình thành. Từ dữ liệu này, máy dò cách 295 km sẽ biết cần phải nhìn thấy bao nhiêu neutrino cũng như chúng đã biến đổi như thế nào trên đường đi.

"Các công việc này ảnh hưởng lên toàn bộ quá trình vận hành và kết quả của các thí nghiệm. Đây là một vị thế mà ít nhóm từ các quốc gia khác có được", TS Kỳ cho biết.

Đại diện nhóm cho biết, vật lý năng lượng cao, nghiên cứu những cấu trúc sâu nhất của vật chất, có ảnh hưởng đến các lĩnh vực khoa học cơ bản khác như vật lý hạt nhân, vật lý thiên văn, vũ trụ học, điện tử, vật liệu. Việc tham gia các thí nghiệm vật lý hiện đại cũng cho phép các nhà khoa học Việt Nam tiếp cận những kiến thức và kinh nghiệm liên ngành có thể áp dụng tại Việt Nam.

Theo TS Kỳ, thông qua hợp tác quốc tế, có thể tiết kiệm được nhiều nguồn lực và tài nguyên. Tuy nhiên nghiên cứu vật lý năng lượng cao vẫn cần những nguồn đầu tư đủ lớn và đủ dài để phát triển đội ngũ nhân lực và duy trì sự tham gia trong những thí nghiệm kéo dài hàng chục năm. Theo đó ông mong muốn có cơ chế hỗ trợ dài hạn hơn, tối thiểu khoảng 5 năm cho mỗi giai đoạn để có thể xây dựng các kế hoạch khoa học dài hạn, xây dựng lực lượng nghiên cứu khoa học cơ bản.

GS.TS Nguyễn Quang Liêm, Chủ tịch Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đánh giá dự án hợp tác quốc tế đạt kết quả vượt chỉ tiêu đăng ký ban đầu về chất lượng và số lượng công bố trên các tạp chí hàng đầu, thể hiện sự hội nhập của các nhà khoa học Việt Nam vào các thí nghiệm vật lý tiên tiến nhất của thế giới. GS Liêm cho rằng hướng nghiên cứu vật lý mới cần tiếp tục được đầu tư và hỗ trợ lâu dài nhằm tạo nền tảng cho sự phát triển khoa học và công nghệ của đất nước trong tương lai.

Nam Nguyễn