Nobel Vật lý: Nghiên cứu về sự biến đổi thế giới

Hai nhà khoa học Arthur B. McDonald (trái) và Takaaki Kajita giành Giải Nobel Vật lý 2015.

Hai nhà khoa học được vinh danh là Takaaki Kajita (Nhật Bản) và Arthur B. McDonald (Canada).

Ông Takaaki Kajita đã từng trình bày nghiên cứu của ông về việc phát hiện ra rằng các hạt neutrino ở khí quyển hoán đổi giữa hai đặc tính nhận dạng khi di chuyển về phía đài quan sát Super -Kamiokande của Nhật Bản.

Trong khi đó, nhóm nghiên cứu của Canada, dẫn đầu bởi nhà khoa học Arthur B. McDonald cũng phát hiện ra rằng các hạt neutrino có nguồn gốc từ Mặt Trời không biến mất trên đường đến Trái Đất, mà thay vào đó chúng lại biến đổi sang một đặc tính khác khi đến gần phòng thí nghiệm neutrino ở Sudbury, Canada.

Phát hiện của hai nhà khoa học trên đã giúp giải mã được câu hỏi mà vô số các nhà vật lý trên thế giới phải vật lộn trong suốt nhiều thập kỷ qua. Nếu so sánh với các phương pháp tính toán theo lý thuyết số lượng các hạt neutrino trước đây, thì chúng ta đã bỏ qua đến 2/3 lượng hạt này.

Còn hiện tại, hai nhà khoa học trên đã chứng minh được rằng các hạt neutrino đã biến đổi đặc tính trên hành trình đến Trái Đất. Phát hiện này đã giúp giới khoa học đi đến kết luận rằng các hạt neutrino – vốn bị xem là không có trọng lượng trong suốt một thời gian dài – hóa ra lại có trọng lượng, dù rất nhỏ.

Còn đối với giới vật lý lượng tử thì đây là một phát hiện mang tính lịch sử. Mô hình Tiêu chuẩn về cơ chế hoạt động ở tầm vi mô nhất của vật chất mà hai nhà khoa học trên đưa ra đã thành công rực rỡ, vượt qua mọi thách thức thực nghiệm trong suốt hơn 20 năm qua. Tuy nhiên, Mô hình Tiêu chuẩn vẫn chưa thể hoàn thiện lý thuyết về sự cấu thành căn bản của vũ trụ.

Phát hiện của Kajita và McDonald đã đoạt giải Nobel Vật lý 2015 cũng nhờ việc phơi bày thế giới bí ẩn của các hạt neutrino, vốn rất khó nắm bắt. Sau hạt Photon, lượng tử ánh sáng, thì neutrino được xem là loại hạt có số lượng lớn trong khắp vũ trụ, và Trái Đất thường xuyên hứng các đợt hạt neutrino khổng lồ.

Rất nhiều hạt neutrino được tạo thành từ các phản ứng giữa phóng xạ ở vũ trụ và bầu khí quyển của Trái Đất. Số khác được sinh ra từ các phản ứng hạt nhân ở bên trong Mặt Trời. Hàng nghìn tỷ hạt neutrino vẫn luôn chảy xuyên qua cơ thể mỗi người chúng ta trong mỗi giây. Dường như không gì có thể ngăn chặn chúng.

Hiện nay, giới khoa học đang thực hiện rất nhiều các cuộc thí nghiệm nhằm bắt được các hạt neutrino để nghiên cứu về đặc tính của chúng. Phát hiện mới của hai nhà khoa học đến từ Nhật Bản và Canada được đánh giá là sẽ làm thay đổi nhận thức của con người về lịch sử, cấu trúc và tương lai của vũ trụ.