IFIRSE THAM GIA THÍ NGHIỆM QUỐC TẾ SUPER-KAMIOKANDE:

Góp phần tạo nền tảng nghiên cứu về vật lý hạt

Viện Nghiên cứu Khoa học và Giáo dục liên ngành (IFIRSE) thuộc Trung tâm Quốc tế Khoa học và Giáo dục liên ngành (ICISE) nằm ở phường Ghềnh Ráng, TP Quy Nhơn là đại diện duy nhất ở khu vực Đông Nam Á tham gia thí nghiệm quốc tế Super-Kamiokande tại Nhật Bản. Thay mặt nhóm nghiên cứu Vật lý neutrino của IFIRSE đang ở Nhật Bản, TS Cao Văn Sơn đã có cuộc trao đổi với phóng viên Báo Bình Định.

* Thưa ông, xin ông chia sẻ một số thông tin sơ lược về thí nghiệm Super-Kamiokande?

TS Cao Văn Sơn ở bên trong khu vực thí nghiệm T2K tại Nhật Bản. Ảnh: NVCC

- Super-Kamiokande (SK) là trung tâm quan sát neutrino dưới lòng đất lớn nhất thế giới, đặt tại TP Hida và Gifu thuộc tỉnh Gifu, Nhật Bản, được dùng để tìm kiếm các proton phân rã. Trung tâm quan sát này có hình trụ với chiều cao 41,4 m, đường kính 39,3 m, chứa 50.000 tấn nước siêu sạch và sử dụng khoảng 13.000 máy dò (sensor) cực nhạy sáng, đặt ở độ sâu khoảng 1.000 m dưới lòng đất, để phát hiện các tín hiệu sinh ra từ các tương tác rất yếu.

Thí nghiệm bắt đầu cách đây 25 năm với mục tiêu nghiên cứu vật lý neutrino từ Mặt trời, từ khí quyển, và các nguồn do con người tạo ra như từ máy gia tốc và lò phản ứng hạt nhân. Đồng thời thí nghiệm tìm kiếm phân rã proton và các hiện tượng vật lý mới khác.

Thí nghiệm sẽ tiếp tục lấy số liệu cho đến năm 2027, trước khi thế hệ tiếp theo là thí nghiệm Hyper-Kamiokande (HK) bắt đầu đi vào hoạt động (quy mô lớn gấp 8 lần thí nghiệm SK). Hiện thí nghiệm SK thu hút khoảng 200 nhà khoa học đến từ 40 viện nghiên cứu của 10 quốc gia trên thế giới như: Nhật Bản, Mỹ, Hàn Quốc, Trung Quốc, Ba Lan, Tây Ban Nha, Canada, Anh, Ý và Pháp tham gia.

* Nền tảng nào giúp IFIRSE trở thành thành viên tham gia thí nghiệm, thưa ông?

- Nhóm nghiên cứu IFIRSE của chúng tôi gồm 3 thành viên, từng tham gia thí nghiệm quốc tế về neutrino T2K ở Nhật. Trong thí nghiệm này, nhóm đã phát triển một máy dò mới để đo biên dạng của chùm proton năng lượng cao và cường độ lớn, dùng để tạo ra chùm tia neutrino. Năm 2020, kết quả nghiên cứu mới của thí nghiệm T2K đã được công bố trên tạp chí khoa học hàng đầu thế giới Nature (Anh), trở thành một trong mười công bố nổi bật của thế giới năm 2020.

Riêng cá nhân tôi từng tham gia nhiều thí nghiệm quốc tế về neutrino như: MINOS (ở Mỹ, từ năm 2011 - 2014), T2K và SK (cả hai đều ở Nhật và từ năm 2017 đến nay). Tôi trực tiếp tham gia phân tích số liệu của những thí nghiệm này liên quan đến hiện tượng dao động neutrino và tương tác neutrino với vật chất. Bên cạnh đó chúng tôi cùng với các cộng sự ở Nhật Bản và Canada phát triển một máy dò mới để đo biên dạng của chùm proton năng lượng cao và cường độ lớn, dùng để tạo ra chùm tia neutrino cho thí nghiệm T2K. Chúng tôi cùng với các cộng sự và sinh viên Ấn Độ khai thác hiện tượng luận của dao động neutrino và xây dựng một nền tảng xử lý số liệu kết hợp nhiều thí nghiệm neutrino cùng một lúc.

Nhóm Vật lý neutrino của Việt Nam tham gia nghiên cứu tại Trung tâm điều hành thí nghiệm T2K của Nhật Bản. Ảnh: ICISE

Từ những kinh nghiệm khi làm việc cho các thí nghiệm quốc tế về neutrino, các thành viên IFIRSE đã soạn thảo một kế hoạch để đóng góp trực tiếp cho thí nghiệm SK trong những năm tiếp theo. Cụ thể, nhóm neutrino sẽ đóng góp cho quá trình lấy số liệu và xử lý số liệu, tập trung vào việc tìm kiếm bức phông nền neutrino từ các vụ nổ sao và phân rã proton. Kế hoạch này đã thuyết phục các thành viên của thí nghiệm SK và họ đã bỏ phiếu kín chấp thuận sự gia nhập của IFIRSE.

* Với việc tham gia thí nghiệm SK như kể trên IFIRSE sẽ đóng góp gì cho khoa học, thưa ông?

- IFIRSE được GS Trần Thanh Vân thành lập nhằm hỗ trợ những nhà nghiên cứu trẻ Việt Nam có tâm huyết để phát triển khoa học đỉnh cao trên chính quê hương Bình Định. Mục tiêu của IFIRSE là xây dựng những nhóm nghiên cứu khoa học thực sự, đóng góp không chỉ cho khoa học của tỉnh nói riêng, Việt Nam nói chung, mà cho khoa học thế giới.

Việc IFIRSE tham gia thí nghiệm SK giúp khẳng định vị thế của Việt Nam trên trường quốc tế, rằng Việt Nam có đủ khả năng để đóng góp có ý nghĩa trong các nghiên cứu khoa học cơ bản của thế giới; IFIRSE sẽ là cái nôi góp phần tạo ra đội ngũ các nhà khoa học chuyên sâu về vật lý hạt.

* Xin cảm ơn ông!

HỒNG HÀ (Thực hiện)