“Lắng nghe vũ trụ từ Hà Nội”

"Lắng nghe vũ trụ từ Hà Nội”... Cái tiêu đề đầy gợi cảm và hàm súc nội dung khoa học của buổi thuyết trình đã gợi ý cho bài viết của tôi.

Đầu tháng 11/2007, một đồng nghiệp, TS Võ Văn Thuận – thành viên sáng lập của nhóm Auger Việt Nam, gọi điện báo tin vui: Đài thiên văn quốc tế mang tên Pierre Auger của Dự án Auger quốc tế vừa công bố thành tựu khoa học quan trọng: Khám phá tia vũ trụ năng lượng cao nhất đến từ tâm thiên hà đang hoạt động mạnh.

Đây là kết quả nghiên cứu của một tập thể tác giả quốc tế đông đảo, trong đó có cả tên nhóm nghiên cứu trẻ Auger-VietNam ở Hà Nội.

Vài hôm mới đây, anh bạn lại “phone” và mail báo tin: Phát kiến khoa học nói trên của Dự án Auger quốc tế đã được liệt vào danh sách 10 thành tựu vật lí tiêu biểu quốc tế năm 2007 (“Top Ten Physies stories 2007”).

Auger-Vietnam cùng thế giới đón nhận “sứ giả” vũ trụ

GS Pierre Darriulat và nhóm VATLY

Địa chỉ này, Cơ sở chính của Viện nghiên cứu này (gồm các trung tâm nghiên cứu như: Điện Hạt nhân, Công nghệ bức xạ, An toàn bức xạ và môi trường, Vật l‎í hạt nhân cơ bản và máy tính, Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân…) và cả Phòng thí nghiệm tia vũ trụ duy nhất ở nước ta có tên VATLY (viết tắt của các từ Vietnam-Auger Training LaboratorY), thành viên châu Á duy nhất của dự án Auger quốc tế, lặng lẽ ẩn mình trên con đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.

Chính trên nóc tòa nhà hình vành khăn bề ngoài trông cũ kỹ đó đặt các thiết bị thí nghiệm của VATLY gồm các detector kích thước rất lớn nối với các ống nhân quang điện và đường dẫn tín hiệu đến các thiết bị phân tích và tính toán ở tầng dưới của tòa nhà.

Các thành viên của VATLY, gần mười người, năm bảy năm nay đã tiến hành những thí nghiệm đo đạc tia vũ trụ trên thiết bị của mình, đồng thời được tiếp nhận và tham gia phân tích, xử lý các số liệu thu được bởi Đài thiên văn Auger do Dự án quốc tế Pierre Auger cung cấp. Vài nghiên cứu viên trẻ Việt Nam đã từng đến làm việc ở phòng thí nghiệm FermiLab (Mỹ) hoặc Đài thiên văn Auger (ở Argentina).

Một thành viên của nhóm, TS Đặng Quang Thiệu tham gia từ ngày đầu của VATLY, đã bảo vệ luận án dựa trên những công trình nghiên cứu tia vũ trụ với nhóm Auger – Vietnam, cùng với 5 Thạc sĩ và nhiều Cử nhân Vật lý hạt nhân khác.

Người có công lao lớn trong việc huy động sự hỗ trợ quốc tế, đồng thời là người hướng dẫn chỉ đạo cho hoạt động khoa học của VATLY, không ai khác là nhà khoa học Pierre Darriulat, người con ưu tú của nước Pháp, người con rể tốt của Việt Nam.

Nhiều nhà khoa học quốc tế có tên tuổi, quan tâm đến lĩnh vực nghiên cứu tia vũ trụ đã đến thăm Phòng thí nghiệm VATLY, trao đổi khoa học, hướng dẫn giúp đỡ nhóm Auger Việt nam hội nhập vào cộng đồng khoa học quốc tế. VATLY còn được sự hỗ trợ giúp đỡ của nhiều nhà khoa học và các tổ chức quốc tế như CERN, World Lab, Hội Gặp gỡ Việt nam và Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp (CNRS).

Riêng nhà vật lý Mỹ, Giải Nobel Vật lý, Jim Cronin, người chủ trì Dự án Auger quốc tế, đã hai lần đến thăm VATLY.

GS Jim Cronin thuyết trình ở Hà Nội

CCNS là công cụ quí giá không thể thiếu giúp nhóm nghiên cứu Auger-Vietnam triển khai việc thu nhận và trao đổi số liệu với Đài thiên văn và dự án Auger quốc tế, tiến hành phân tích số liệu và những công đoạn nghiên cứu khác đưa đến những bài báo công bố trên các tạp chí khoa học có uy tín thế giới.

Sau 7 năm hoạt động, nhóm Auger-Vietnam viết riêng 3 bài báo đăng trên các tạp chí quốc tế và là đồng tác giả của 4 bài công bố trong tạp chí của Tập thể Khoa học Quốc tế Auger, chưa kể nhiều báo cáo tại các hội nghị khoa học và bài in trong tạp chí Vật lý Việt nam.

Có thể nói một cách hình ảnh rằng, từ Hà Nội, nhóm vật lí‎ nghiên cứu tia vũ trụ Auger-Vietnam thực sự là những người đầu tiên “nghe” được vũ trụ, “đón tiếp những “sứ giả” từ thiên hà xa xôi, bằng những góc độ khác nhau, đã đóng góp phần bé nhỏ của mình trong việc khám phá các thiên hà.

Những kết quả hoạt động đó, dù còn là khiêm tốn, cũng đã được Dự án quốc tế Auger ghi nhận. Tên của các thành viên trẻ trong nhóm Auger-Vietnam đã được ghi vào danh sách của tập thể công trình nghiên cứu Tia vũ trụ năng lượng cao nhất, một trong Topten Vật lý Quốc tế năm 2007. Đây quả là một vinh dự chính đáng, là niềm vui lớn.

Dự án Auger khám phá bí ẩn của các thiên hà

GS Pierre Darriulat, khi trả lời câu hỏi của tôi trong buổi thuyết trình của ông, đã khẳng định về sự đóng góp của nhóm Auger-Vietnam vào thành tựu vật lý nói trên. Ông còn nói thêm: “Sự đóng góp của nhóm Auger-Vietnam, dĩ nhiên, là khiêm tốn trong một công trình tập thể gồm hàng trăm đồng tác giả đến từ các phòng thí nghiệm khác nhau, từ các nước thành viên Dự án quốc tế Auger.

Trong đêm đông yên tĩnh Hà Nội, GS. Pierre Darriulat Nhà vật lí‎ nổi tiếng, từng là Giáo sư Đại học Orsay (Pháp), nguyên Giám đốc Nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN, Genève), và là cố vấn khoa học của nhóm Auger-Vietnam đã đưa thính giả đến với vũ trụ mênh mông, qua bài thuyết trình súc tích và sinh độngGS Pierre Darriulat đã lược thuật lại lịch sử ra đời của dự án Auger....

Minh họa việc ghi nhận các tia vũ trụ

Một dự án quốc tế được thành lập do nhà vật lí‎ nổi tiếng, James Cronin, Giáo sư Đại học Chicago (Mỹ), Giải thưởng Nobel vật lí, chủ trì. Dự án mang tên nhà vật l‎í Pháp, Pierre Auger, người đầu tiên phát hiện tia vũ trụ năng lượng cao, năm 1938. Dự án Auger được 40 tổ chức ở 17 nước cấp kinh phí hoạt động, đến nay đã chi khoảng 50 triệu đô la Mỹ vào công trình xây dựng Đài thiên văn Auger

Từ khi khánh thành Đài thiên văn Auger, đầu năm 2004, cho đến nay đã ghi nhận được 27 sự kiện hạt vũ trụ (chủ yếu là hạt proton p và các hạt nhân nặng khác) với năng lượng cao nhất, trên 57 EeV. Đó là thành tựu chưa hề đạt tới từ trước tới nay trong lĩnh vực thiên văn.

Để hiểu rõ tầm vóc của phát hiện khoa học này, cần phải nói thêm rằng, các tia vũ trụ năng lượng thấp không thể cung cấp được thông tin xác thực về vị trí nguồn phát ra chúng, do trong quá trình truyền đi trong vũ trụ các tia này bị từ trường trong từng thiên hà và từ trường giữa các thiên hà làm lệch đi khỏi phương ban đầu. Trong khi đó, các hạt có năng lượng cao chịu ảnh hưởng rất ít bởi từ trường, nên chúng đến trái đất giữ được hướng ban đầu, tức hướng từ nguồn phát ra.

Nhờ vậy, đã ‎phát hiện được hiện tượng lí thú và quan trọng: các hạt năng lượng siêu cao này đến quả đất chúng ta không đồng đều từ mọi hướng. Hơn nữa, hầu hết đều đến từ phía Thiên hà Centaurus A lân cận với Ngân hà chúng ta. Do đó, khó có thể nghi ngờ rằng các hạt năng lượng siêu cao đó đến với quả đất chúng ta là những sứ giả của thiên hà Centaurus A láng giềng này.

Kết quả khảo sát trên còn đưa đến kết luận: Thiên hà nói trên có những tâm đang hoạt động (AGN). Vì các AGN này được cung cấp năng lượng bởi các lỗ đen siêu nặng đang nuốt một lượng lớn vật chất xung quanh chúng. Các AGN nuốt khí, bụi và các loại vật chất khác trong thiên hà chứa chúng, đồng thời phun ra các hạt và năng lượng cực lớn.

Kết luận của dự án quốc tế Auger đặc biệt được quan tâm vì nó đóng góp lớn trong phát triển nhận thức của con người về các điều bí ẩn, về cấu tạo và lịch sử hình thành, phát triển của vũ trụ. Vì các thiên hà chứa AGN là các thiên hà đã từng va chạm với thiên hà khác hoặc trải qua một vài biến động vật chất lớn trong vòng vài trăm triệu năm trở lại.

Chính với các kết quả nghiên cứu mới lạ và quan trọng đó, công trình nghiên cứu Tia vũ trụ năng lượng cao nhất trên Đài thiên văn Auger thuộc Dự án quốc tế Auger đã được xếp vào danh sách Topten Vật lí thế giới năm 2007.

Sự kiện này càng chứng tỏ rằng, “từ nửa thế kỉ‎ trở lại đây, Vật lí thiên văn đã trở thành một ngành năng động nhất của Vật lí hiện đại”, như Giáo sư P. Darriulat nhấn mạnh trong bài thuyết trình của mình.