Nobel Vật lý 2015 thưởng công khám phá về neutrino

Ngày 06/10/2015, nhà vật lý học Nhật Bản Takaaki Kaijta và đồng nghiệp Canada Arthur B McDonald được Ủy ban Nobel Vật Lý Thụy Điển trao giải thưởng 2015. Công lao của hai khoa học gia vật lý hạt tử này là khám phá ra khối lượng của hạt tử cơ bản Neutrino.

Chân dung hai giải thưởng Nobel Vật lý năm 2015, Takaaki Kajita (T) và Arthur B McDonald. AFP PHOTO / JONATHAN NACKSTRAND

Theo thông cáo của Ủy ban Nobel Vật Lý, giáo sư Takaaki Kaijta và Arthur B McDonald đã chứng minh được hạt tử cơ bản neutrino có khả năng thay đổi « bản chất » có nghĩa là có khối lượng. Khám phá này giúp cho nhân loại hiểu sâu hơn về cách vận hành của vật chất và rất có thể là yếu tố quyết định để tìm hiểu về vũ trụ.

Neutrino được phát hiện trong thập niên 1960 nhưng trong suốt một thời gian dài giới khoa học tưởng lầm hạt tử này không có trọng lượng. Tuy sự hiện hữu của neutrino trong vũ trụ nhiều gấp 1 tỷ lần các hạt tử khác của nguyên tử nhưng cực kỳ khó phát hiện. Vì không có « điện » nên neutrino có thể xuyên qua tường một một cách dễ dàng. Phải có một bức tường bằng chì có bề dày một năm ánh sáng mới chận được phân nửa số hạt tử có « sở trường » thay hình đổi dạng như con tắc kè. Di chuyển với vận tốc gần với vận tốc ánh sáng, neutrino có thể biến thành ba loại hạt tử khác nhau.

Vào thập niên 1990, giáo sư Taaki Kaijta phát hiện được hạt tử neutrino trong khí quyển « thay đổi bản chất » trên đường bay đến máy thăm dò Super Kamiokande ở Nhật. Cùng thời điểm đó, nhóm nghiên cứu Canada của đồng nghiệp Arthur B McDonald cũng vừa chứng minh được số lượng Neutrino xuất phát từ mặt trời bay đến trái đất không biến mất trên con đường dài từ 147 đến 152 triệu km. Các hạt tử này, dưới bản chất khác, được đài quan sát Sudbury thu được và đo lường.

Khám phá này đã giải đáp được một bài toán nát óc mà các nhà vật lý hạt tử cũng như vật lý thiên văn từ nhiều thập niên qua không thể giải thích thỏa đáng :

Đó là nếu so sánh với số hạt tử được tính toán theo lý thuyết thì vì sao có đến 2/3 hạt tử neutrino bị thiếu khi đo đếm tại địa cầu. Trong tổng số 10 tỷ neutrino đi ngang qua trái đất chỉ có một hạt tử phản ứng với một nguyên tử của trái đất.

Năm 2014, Nobel Vật Lý được trao cho ba nhà khoa học Nhật Bản là Isamu Akasahi, Hiroshi Amano và vị thứ ba mang quốc tịch Mỹ, Shuji Nakamura về công trình nghiên cứu quang học. Khám phá này được ứng dụng trong thương mại với đèn LED, tiết kiệm năng lượng và tiền bạc, giúp cho hằng trăm triệu dân ở các nước nghèo được ánh sáng.