Nobel Vật lý cho cuộc dò tìm sóng hấp dẫn
Ba nhà vật lý người Mỹ Rainer Weiss, Barry Barish và Kip Thorne, những người đóng vai trò chủ chốt trong cuộc dò tìm đầu tiên ra sóng hấp dẫn, đã được trao giải Nobel vật lý 2017.
Giải thưởng gồm 9 triệu krona Thụy Điển (tương đương 1.1 triệu USD) được trao một nửa cho Rainer Weiss, giáo sư Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) tại Cambridge, nửa còn lại cho Barry Barish và Kip Thorne, giáo sư Viện Công nghệ California (Caltech) tại Pasadena. Họ đã cùng làm việc tại Đài Quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế LIGO, và có những đóng góp mang tính quyết định trong việc xây dựng máy dò LIGO, “thiết bị nhạy nhất từng được chế tạo bởi con người” (theo nhận xét của ủy ban trao giải Nobel) và quan sát về sóng hấp dẫn. Tháng 9/2015, LIGO đã lọc được những sự biến dạng của không – thời gian từ sự sáp nhập của hai lỗ đen trong vũ trụ sớm xảy ra cách trái đất hơn một tỷ năm ánh sáng. Khám phá này đã mở ra một lĩnh vực nghiên cứu mới của vật lý thiên văn mà ở đó các nhà khoa học lắng nghe những rung động của không – thời gian phát ra bởi những sự kiện gây chấn động bậc nhất vũ trụ. Đồng thời, nó khẳng định sự tồn tại của sóng hấp dẫn mà Albert Einstein đã tiên đoán cách đây một thế kỷ.
Weiss và Thorne là hai trong số ba nhà vật lý được biết với biệt danh Troika1 – những nhà sáng lập hai cỗ máy dò khổng lồ LIGO đặt ở Livingston, Louisiana, và Hanford, Washington tại Mỹ. Vào giữa những năm 1970, Weiss và Thorne đã bắt đầu cuộc truy tìm kéo dài vài thập kỷ để dò tìm sóng hấp dẫn, điều mà họ vẫn tin rằng có thể đem lại một cuộc cách mạng về nhận thức của chúng ta về vũ trụ. 
Rainer Weiss đang làm việc tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) tại Cambridge
Weiss thiết kế máy dò – giao thoa kế laser, thiết bị mà ông tin rằng có khả năng đo được tín hiệu nhỏ tới mức có thể dễ dàng bị át bởi tiếng rì rầm của sóng biển. Thorne, nhà vật lý lý thuyết, bắt đầu những dự đoán mang tính quan trọng về tín hiệu của sóng hấp dẫn được phát ra từ cuộc sáp nhập của hai lỗ đen sẽ hiển thị như thế nào.
Thành viên thứ ba trong bộ ba Troika, nhà vật lý người Scotland, Ronald Drever đã bắt đầu thiết kế các mẫu thử của máy dò tại Glasgow và sau khi chuyển đến Caltech, ông đã cùng Weiss và Thorn trở thành bộ ba xây dựng nền tảng cho dự án LIGO. Drever đã qua đời vào ngày 7/3/2017 vừa qua do căn bệnh sa sút trí tuệ và trong khi giải Nobel không trao cho người đã khuất, ông được ghi nhận như người một người đã có những đóng góp mang tính quyết định đối với dự án.
Còn Barry Barish, nhà vật lý hạt, mãi về sau mới tham gia dự án, nhưng ông được coi là người có công khiến cho khám phá của LIGO trở thành hiện thực. Trở thành giám đốc LIGO từ năm 1997 khi dự án đứng trước nguy cơ dừng hoạt động, Barish đã rà soát và tái cấu trúc lại dự án, lật ngược tình thế.
Barry Barish và Kip Thorne ăn mừng sau lễ trao giải Nobel tại nơi làm việc của họ, Viện Công nghệ California (Caltech)
Và cuối cùng, cuộc dò tìm đòi hỏi sự cộng tác lớn chưa từng có giữa các nhà thực nghiệm đã xây dựng một trong những cõ máy dò phức tạp nhất thế giới, với những nhà lý thuyết, những người xác định tín hiệu phát ra từ sự sáp nhập giữa hai lỗ đen trông sẽ ra sao.
“Tôi coi giải thưởng này là sự ghi nhận công lao của hơn 1.000 người, một nỗ lực tận tụy đã kéo dài trong – tôi ghét phải nói với anh điều này – một khoảng thời gian dài tới 40 năm” giáo sư Weiss cho biết trong một cuộc phỏng vấn với Ủy ban giải thưởng Nobel ngay sau khi giải thưởng được công bố.
Giáo sư Thorne nói: “Giải thưởng đúng ra thuộc về hàng trăm nhà khoa học và kỹ sư ở LIGO, những người đã xây dựng và hoàn thiện các giao thoa kế sóng hấp dẫn đầy phức tạp của chúng ta, và hàng trăm… nhà khoa học đã tìm thấy các tín hiệu sóng hấp sẫn trong dữ liệu hỗn tạp mà LIGO thu nhận và trích rút ra được thông tin về sóng hấp dẫn.
Barish cho biết thêm, ông cảm thấy khiêm nhường và vinh dự về việc được trao giải thưởng. “Cuộc dò tìm sóng hấp dẫn là sự thắng lợi thực sự của vật lý thực nghiệm hiện đại trên quy mô lớn”.
“Chúng tôi cảm thấy hạnh phúc cho họ. Họ đã làm việc về vấn đề này trong hàng thập kỷ”, Gabriela Gonzalez, nhà vật lý tại trường đại học bang Louisiana tại Baton Rouge (Mỹ), thành viên của một nhóm nghiên cứu tại LIGO và là cựu phát ngôn viên của Nhóm Hợp tác khoa học LIGO. Giải Nobel chỉ được trao cho tối đa ba người nhưng Ủy ban giải thưởng Nobel đã ghi nhận số lượng lớn các nhà nghiên cứu làm việc tại LIGO trong thông cáo báo chí của mình.
Các nhà vật lý trên toàn thế giới đã chờ đợi Ủy ban giải thưởng Nobel xướng tên nhóm nghiên cứu kể từ khi việc phát hiện ra sóng hấp dẫn đã được thông báo từ năm 2016. “Tôi vô cùng hạnh phúc khi họ đã ghi nhận đúng người”, Charles Misner, nhà vật lý lý thuyết về Thuyết Tương đối rộng tại trường đại học Maryland tại College Park (Anh), cho biết.
Nhóm làm dự án LIGO trước đó đã giành được hầu hết những giải thưởng khoa học quan trọng trên thế giới như Giải thưởng Breakthough trong ngành vật lý cơ bản, Giải thưởng Shaw, Giải thưởng Kavli trong ngành vật lý thiên văn, Giải thưởng Gruber trong ngành vũ trụ học, Giải thưởng Paul F. Forman của Hiệp hội Quang học Mỹ dành cho nhóm kĩ sư xuất sắc. Dự án LIGO được cho là dự án tham vọng nhất của Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (NSF) từ trước đến nay với đầu tư hơn 300 triệu USD (chưa kể 30 triệu USD vận hành).
Chia sẻ với Tia Sáng về giải Nobel Vật lý 2017, TS. Phùng Văn Đồng (Viện Vật lý, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), người đoạt giải Tạ Quang Bửu trẻ 2016, nhận xét: “Việc giải thưởng Nobel vật lý 2017 được trao cho các nhà nghiên cứu phát hiện ra sóng hấp dẫn cũng không đáng ngạc nhiên bởi trước khi Ủy ban giải thưởng Nobel công bố danh sách, giới vật lý đã dự đoán họ xứng đáng là ứng cử viên sáng giá hàng đầu. Phát hiện ra sóng hấp dẫn của các nhà nghiên cứu ở LIGO là một bước đột phá và đem lại những tri thức mới của nhân loại về thế giới tự nhiên. Công lao lớn của họ là ghi nhận bằng thực nghiệm những tiên đoán về sự tồn tại của sóng hấp dẫn bằng lý thuyết của Einstein vào năm 1916 (cách đây hơn 100 năm). Năm 2016, họ bị trượt giải Nobel vì thời điểm phát hiện ra sóng hấp dẫn quá cận với thời điểm trao giải Nobel.
TS. Phùng Văn Đồng cũng đánh giá, tầm quan trọng của phát hiện sóng hấp dẫn tương đương với những sự kiện lớn trong lịch sử ngành vật lý: sự phát hiện ra hạt Higgs, tính chất hạt Neutrino – Ủy ban giải thưởng Nobel đã lần lượt trao giải Nobel Vật lý năm 2013 cho các nhà vật lý François Englert (Đại học Libre de Bruxelles, Brussels, Bỉ) và Peter W. Higgs (Đại học Edinburgh, Anh) và giải Nobel 2015 cho Takaaki Kajita (Nhật Bản) và Arthur B.McDonald (Canada)”.
Nguồn: Tổng hợp từ Nature và The Guardian. Thanh Nhàn và Hảo Linh dịch
1 Cỗ xe tam mã để vượt đường trường của Nga
