Nhà khoa học người Mỹ gốc Bỉ Francis Halzen đoạt Giải Nobel Vật lý 2026 nhờ công trình xây dựng đài quan sát bằng băng tại Nam Cực để phát hiện neutrino năng lượng cao, những hạt hạ nguyên tử khó bắt giữ có thể cung cấp thông tin về vũ trụ mà các phương pháp khác không thể tiếp cận.
Halzen, 82 tuổi, nhận ra rằng lớp băng tinh khiết tại Nam Cực có thể được sử dụng để theo dõi neutrino. Các hạt này đôi khi được gọi là “hạt ma” vì chúng có thể xuyên qua Trái đất gần như không để lại dấu vết và chỉ tương tác với vật chất trong những trường hợp cực kỳ hiếm.
“Những sứ giả này mang thông tin từ vũ trụ,” Eva Olsson thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển nói tại cuộc họp báo. “Chúng mở ra cánh cửa đến các thiên hà xa xôi và cho chúng ta biết về những quá trình xảy ra khi các ngôi sao phát nổ.”
Đài quan sát săn “sứ giả từ vũ trụ”
Các tương tác được ghi nhận bởi đài quan sát IceCube cung cấp thông tin về cách neutrino năng lượng cao được tạo ra và có thể giúp phát hiện những hiện tượng trước đây chưa được biết đến, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển cho biết.
Năm 2014, tạp chí Smithsonian của Mỹ gọi Halzen là “Người đàn ông Neutrino” khi trao cho ông một giải thưởng về những sáng tạo khoa học, ca ngợi thí nghiệm này là bước mở đầu cho “một kỷ nguyên mới trong thiên văn học”.
IceCube về bản chất là một kính thiên văn quan sát neutrino thay vì ánh sáng, được xây dựng trong khối băng Nam Cực có thể tích khoảng 1 km³, kéo dài tới độ sâu 2.500 m dưới bề mặt, gần Trạm Nam Cực Amundsen-Scott.
Hơn 5.000 cảm biến được bố trí trong khối băng để ghi nhận những tín hiệu do neutrino năng lượng cao tạo ra. Những hạt gần như không có khối lượng này, không giống nhiều loại hạt khác, không mất năng lượng hoặc đổi hướng khi di chuyển, cho phép các nhà khoa học lần theo đường đi của chúng về các nguồn phát như các ngôi sao phát nổ, vụ nổ tia gamma và những hiện tượng dữ dội liên quan đến hố đen hoặc sao neutron.
IceCube dự kiến ghi nhận khoảng một neutrino năng lượng cao mỗi ngày.
Halzen, giáo sư tại Đại học Wisconsin-Madison ở Mỹ, lần đầu đưa ra ý tưởng phát hiện dấu vết neutrino tại Nam Cực vào năm 1988. Tuy nhiên, dự án chỉ hoàn thành vào năm 2011.
“Tôi phải nhấn mạnh rằng mình may mắn đến mức nào, bởi khi chúng tôi bắt đầu dự án này, mọi người đều nhận ra đây có thể là một ý tưởng hay, nhưng rất ít người nghĩ nó sẽ thực sự mang lại hiệu quả, kể cả tôi,” Halzen nói qua điện thoại tại cuộc họp báo.
Neutrino không mang điện và không bị ảnh hưởng bởi từ trường. Vì vậy, trái với các sóng điện từ như ánh sáng khả kiến, hướng mà neutrino bay tới có thể chỉ trực tiếp về nguồn phát.
Những phát hiện lớn vẫn còn ở phía trước
IceCube đã xác định neutrino năng lượng cao không chỉ xuất phát từ bên trong mà còn từ ngoài Dải Ngân hà, mở ra cuộc tìm kiếm các thiên thể và quá trình tạo ra những hạt này.
Trong mùa đông dài tại Nam Cực, khi nhiệt độ có thể xuống dưới -50 độ C khiến máy bay thậm chí không thể hạ cánh, một nhóm nhân viên nhỏ, thường được gọi là “winterover”, phải duy trì hoạt động của đài quan sát.
Trạm Amundsen-Scott, nơi diễn ra nhiều hoạt động khoa học khác, có thể tiếp nhận tới 150 người, với bếp công nghiệp, phòng ăn, phòng tập thể dục và cả nhà kính. Tuần trước, trạm tổ chức giải golf trên băng sáu lỗ để đánh dấu thời điểm Mặt Trời trở lại phía trên đường chân trời sau sáu tháng chìm trong đêm tối.
Một dự án mở rộng mang tên IceCube-Gen2, bao phủ khối băng có thể tích khoảng 8 km³, dự kiến đi vào hoạt động năm 2033. Hệ thống này có khả năng phát hiện số neutrino nhiều gấp 10 lần IceCube hiện nay, trong đó có những neutrino năng lượng thấp hơn.
Halzen cho biết những thành quả quan trọng nhất từ công trình của ông vẫn chưa xuất hiện và còn quá sớm để xác định chính xác IceCube có thể tiết lộ điều gì về vũ trụ.
“Sự hào hứng thực sự nằm ở chỗ tôi vẫn chưa thể trả lời câu hỏi đó,” ông nói. “Đây mới chỉ là phần mở đầu của khoa học; thiên văn học vẫn còn ở phía trước.”
Từ Einstein đến Bohr và gia đình Curie
Thủ tướng Bỉ Bart De Wever chúc mừng Halzen, ca ngợi ông vì “cả cuộc đời dành cho việc giải mã những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ thông qua những biểu hiện nhỏ bé nhất của nó”.
Chủ nhân Nobel Vật lý nhận khoản tiền thưởng 12 triệu krona Thụy Điển, tương đương khoảng 1,2 triệu USD. Những người từng đoạt giải có nhiều nhà tiên phong trong nghiên cứu neutrino, trong đó có Takaaki Kajita của Nhật Bản và Arthur McDonald của Canada vào năm 2015.
Các giải Nobel được thành lập theo di chúc của nhà phát minh và doanh nhân Thụy Điển Alfred Nobel, người gây dựng phần lớn tài sản từ phát minh thuốc nổ dynamite.
Vật lý chiếm vị trí quan trọng trong di chúc của Nobel và giải thưởng này vẫn là một trong những vinh dự cao nhất của ngành. Qua nhiều thập niên, giải đã ghi nhận những khám phá làm thay đổi căn bản cách nhân loại hiểu về vũ trụ.
Trong số các chủ nhân Nobel Vật lý trước đây có những tên tuổi lớn của khoa học như Albert Einstein, Marie và Pierre Curie, Max Planck và Niels Bohr, những người đặt nền móng cho vật lý hiện đại.
Giải Nobel được trao tại Stockholm vào ngày 10-12 hằng năm, đúng ngày kỷ niệm ngày mất của Alfred Nobel.
Nhà vật lý hạt người Mỹ gốc Bỉ Francis Halzen thuộc Đại học Wisconsin-Madison, chủ nhân Giải Nobel Vật lý 2026, nói về công trình IceCube phát hiện neutrino tại Nam Cực ở Alexandria, Virginia, Mỹ, ngày 12-7-2018, trong hình ảnh trích từ video. Ảnh: Reuters
Eva Olsson, Ellen Moons và Mark Pearce công bố Francis Halzen là chủ nhân Giải Nobel Vật lý 2026 tại cuộc họp báo ở Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển ở Stockholm, Thụy Điển, ngày 6-10-2026. Ảnh: TT News Agency
