coimexco-cty
25-08-2012, 10:45 AM
PTS Võ Văn Thuận: Đừng coi thiên văn là xa vời!
Pierre Auger là một dự án vật lý thiên văn quốc tế có sự tham gia của các nhà khoa học Việt Nam. Trao đổi với PGS vật lý hạt nhân Võ Văn Thuận về vấn đề này, nhân Gặp gỡ Việt Nam 5 .
http://www2.vietbao.vn/images/vn2/khoa-hoc/20225376_images312371_images311879_pts100804.jpg
PGS vật lý hạt nhân Võ Văn Thuận, viện trưởng Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân, chủ tịch Hội Hạt nhân Việt Nam.
Thưa ông, Việt Nam đã và đang tham gia thế nào vào Dự án Pierre Auger?
PGS Võ Văn Thuận: Tại một buổi gặp gỡ, GS Jean Trần Thanh Vân có gợi ý với GS Jim Cronin (ĐH Chicago) nếu dự định triển khai dự án này thì nên tới các nước như Việt Nam để tìm hiểu liệu các bạn trẻ có thể tham gia được không. Thật ra, Pierre Auger là dự án quốc tế do các nước có nền khoa học-công nghệ (KH-CN) tiên tiến triển khai. Do vậy, các quốc gia đang phát triển rất khó có điều kiện tham gia. Tuy nhiên, với tinh thần quan tâm tới giới trẻ nên GS Cronin và GS Watson đã quyết định tới Hà Nội vào năm 1994 giới thiệu về Dự án Auger. Lúc đó, GS Đặng Vũ Minh và GS Nguyễn Đình Tứ đã chỉ đạo để Việt Nam tham gia. Tôi được giao nhiệm vụ thành lập nhóm Auger Việt Nam tại Viện Khoa học-Kỹ thuật Hạt nhân. Năm 1995, Việt Nam cử người sang tham gia nhóm thiết kế dự án khả thi.
GS Cronin cùng nhiều nhà khoa học khác đã trực tiếp sang Việt Nam giảng bài về tia vũ trụ vào cuối năm 1998. Tới năm 1999, nhóm Auger Hà Nội có được một cố vấn khoa học. Đó là GS Pierre Darriulat, nguyên giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN). Ông đã chủ động giúp đỡ đào tạo vật lý cho Việt Nam và, bằng uy tín của mình, đã nhanh chóng vận động được nhiều đồng nghiệp ở CERN ủng hộ và gửi cho Việt Nam các thiết bị thí nghiệm hiện đại.
Trong năm 2000, cả nhóm Auger Việt Nam lao vào thiết kế và lắp đặt các thiết bị đo và tới năm 2001, Phòng thí nghiệm đào tạo vật lý tia vũ trụ VATLY chính thức khai trương. VATLY cũng có một máy dò tia vũ trụ giống như ở Argentina.
Giữa năm 2002, hai thành viên trẻ Việt Nam đã được Chương trình khoa học cơ bản của Bộ KH-CN tài trợ sang công tác tại Argentina ba tháng. Họ tham gia lắp được sáu trong số 60 trạm đầu tiên, trong đó có một trạm được đặt tên là VATLY. Sáu thành viên nhóm Auger cũng đã được ghi tên trong danh sách đồng tác giả của những công bố khoa học đầu tiên năm 2003-2004. Từ vị trí là thành viên liên kết, nhóm Việt Nam đang nỗ lực phấn đấu để sớm được công nhận là thành viên đầy đủ của Auger quốc tế. Từ năm 2004, VATLY sẽ tập trung vào các nghiên cứu và đào tạo để chuẩn bị hoà nhập thực sự với dự án Auger quốc tế.
Các nước có lợi ích gì khi tham gia Dự án Pierre Auger nói riêng và nghiên cứu vật lý thiên văn nói chung?
Phải khẳng định là có rất nhiều lợi ích. Pierre Auger là dự án tiên tiến nhất của khoa học thế giới hiện nay và do UNESCO bảo trợ. Dự án này giúp nghiên cứu nguồn nào phát ra năng lượng cao như thế. Vật lý hiện nay chỉ giải thích được năng lượng thấp. Tìm ra câu trả lời, nghĩa là chúng ta có phát minh rất lớn về vật lý và thiên văn. Đó là bước tiến lớn bởi nguồn gốc tạo ra các tia năng lượng siêu cao có thể là một cơ chế vật lý hoàn toàn mới mà chúng ta hiện đang giả định hoặc chưa biết.
Trong một dự án như vậy, các nhà khoa học sử dụng công nghệ hợp lý kết hợp với công nghệ cao. Trong quá trình đó, sẽ có sự sáng tạo công nghệ để đưa các công nghệ mới vào sử dụng, góp phần thúc đẩy khoa học và công nghệ phát triển. Tôi dám chắc khoa học cơ bản, chẳng hạn như năng lượng cao và hạt nhân, có đóng góp vô cùng to lớn cho cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Một ví dụ điển hình là World Wide Web, sáng tạo của các nhà nghiên cứu tại CERN nhằm liên kết mọi người trong phòng thí nghiệm cuối cùng đã được ứng dụng rộng rãi như ngày nay. Nghiên cứu tia vũ trụ chắc chắn sẽ có ứng dụng, đừng cho rằng chúng ta đang làm một việc xa vời, vô ích.
Thứ ba, đây là một cơ hội để các nhà khoa học gặp gỡ, tìm hiểu và từ đó giúp đỡ nhau, góp phần tăng cường sự hợp tác quốc tế. Việt Nam sẽ học hỏi được nhiều về công nghệ.
Nhóm Auger Việt Nam nhận được sự hỗ trợ nào từ trong nước?
Lúc đầu, kinh phí hoạt động rất eo hẹp, chỉ khoảng vài chục triệu đồng. Tuy nhiên, trong ba-bốn năm gần đây, GS Viện sĩ Nguyễn Văn Hiệu, chủ tịch Hội đồng Viện KH-CN Quốc gia, rất ủng hộ chúng tôi để mỗi năm nhóm có khoảng 100 triệu đồng để hoạt động. Từ năm ngoái tới năm nay, Bộ KH-CN cũng hỗ trợ 200 triệu đồng mỗi năm, trước tiên để nhóm lập một website, tải mọi dữ liệu đo thực địa và chương trình tính toán của Auger về lưu trữ, tạo cơ sở để các bạn trẻ nghiên cứu và học tập ngay tại Việt Nam. Ngoài ra, mỗi năm chúng tôi cũng có kinh phí để cử vài người sang họp, trao đổi với Auger.
Theo ông, Việt Nam cần làm gì để phát triển ngành vật lý thiên văn?
Vật lý thiên văn của Việt Nam đang ở tầm rất thấp. Nguyên nhân: Nhiều người vẫn coi thiên văn là xa vời. Gần đây, Việt Nam cũng có Hội Thiên văn và một số người học thiên văn song hầu như tản mạn. Không thể nói thiên văn là xa vời, bởi có một số vấn đề thiên văn rất thiết thực đối với Việt Nam, như sử dụng vệ tinh quanh Trái đất để phục vụ viễn thông, viễn thám, an ninh quốc gia, dự báo thời tiết, cháy rừng... Thế giới cũng đang chinh phục vũ trụ và để làm được điều đó, cần hiểu vật lý thiên văn và thiên văn học. Việt Nam cần nhiều người am hiểu về vật lý thiên văn và các lĩnh vực liên quan tới nó. Muốn vậy, chúng ta phải thay đổi cách nhìn nhận.
Tôi rất ủng hộ nếu một trường đại học nào đó ở Việt Nam, chẳng hạn như ĐH Khoa học Tự nhiên Hà Nội, thành lập Khoa thiên văn hoặc vật lý thiên văn. Chúng ta có thể bắt đầu từ ở một mức nào đó rồi phát triển dần. Theo tôi biết, có hai tổ bộ môn thiên văn dành cho học sinh trung học tại ĐH Sư phạm Hà Nội và ĐH Vinh. Điều này là rất tốt song nên nhân rộng và nâng cao hơn nữa, bởi đấy mới chỉ là mức phổ thông. Chúng ta cần có một nơi đào tạo những người nghiên cứu chuyên sâu. Thiên văn và vật lý thiên văn bây giờ không chỉ là vấn đề thời thượng theo nghĩa khoa học mà thực sự là nhu cầu cấp bách của đời sống con người. Nếu có sự động viên và đầu tư mạnh mẽ, tôi tin rằng trong một thời gian ngắn chúng ta sẽ thu hút được nhiều người quan tâm.
Tuy nhiên, để có những sinh viên ham thích nghiên cứu sâu trong lĩnh vực vật lý thiên văn, Việt Nam cần xây dựng một số nhà chiếu bầu trời để học sinh tới đó, cảm nhận những hiệu ứng mới nhất như vụ nổ siêu tân tinh, lỗ đen, sao kép... Nhà chiếu bầu trời sẽ kích thích sự tò mò và gợi lên những ham muốn. Từ đó, sẽ có một số em muốn lao vào nghiên cứu lĩnh vực này. GS Trịnh Xuân Thuận cũng cho rằng nên xây dựng nhà chiếu. Chi phí xây dựng chúng không cao và quốc tế cũng hay giúp đỡ những chương trình như vậy.
Rất may là có một số chuyên gia vật lý thiên văn sẵn lòng giúp chúng ta. Ngoài ra, có một số nhà vật lý thiên văn gốc Việt rất giỏi và nổi tiếng như GS Trịnh Xuân Thuận đang có mặt tại Gặp gỡ Việt Nam 5 cùng vài giáo sư, tiến sĩ trẻ trong lĩnh vực này. Đây là những người thầy có thể hướng dẫn sinh viên Việt Nam tiến nhanh.
Hiện Việt Nam có những dự án thiên văn quốc gia nào?
ĐH Sư phạm Hà Nội và ĐH Vinh có một kính thiên văn quang học để học sinh quan sát sao và có khái niệm về vật lý thiên văn và thiên văn học. Ngoài ra, chúng ta chưa có một đài thiên văn hiện đại nào!
Tôi nghĩ các nước đang phát triển và kể cả phát triển không nên đứng riêng để xây dựng các đài thiên văn lớn, phục vụ mục đích khoa học mà nên hợp tác với nhau trong các dự án quốc tế giống như Auger. Như thế sẽ có lợi hơn vì khoa học sẽ mang tính quốc tế và nguồn lực sẽ mạnh hơn. Còn chúng ta nên xây dựng các đài thiên văn nhỏ mang tính chất học thuật để nghiên cứu một phần và chủ yếu là đào tạo tại chỗ. Những đài đó phù hợp với năng lực tài chính của Việt Nam.
Xin cảm ơn ông!
Dự án Piere Auger?
http://vietbao.vn/images/vn2/khoa-hoc/20225376_images311881_tv100804.jpg
Trên một đồng bằng rộng lớn mang tên Pampa Amarilla ở Tây Argentina, một hệ thống mới nghiên cứu vũ trụ đang định hình. Tại đó, Đài quan sát tia vũ trụ Pierre Auger đã bắt đầu nghiên cứu các hạt năng lượng cao nhất của vũ trụ. Những ""người đưa tin"" hiếm này sẽ kể một câu chuyện quan trọng về cách chúng hình thành. Cho tới nay, các thí nghiệm của giới khoa học vẫn chưa giải mã được thông điệp của tia vũ trụ và sự tồn tại của chúng trở thành một câu đố. Đài Auger đang tấn công bí ẩn này của các tia vũ trụ năng lượng siêu cao.
Tia vũ trụ là những hạt có điện tích rơi như mưa không ngừng xuống đầu chúng ta từ không gian. Phần lớn các hạt này thuộc nhóm đã được hiểu rõ, thường là proton song cũng có thể là các hạt nhân lớn hơn. Các từ trường gia tốc hạt tích điện. Từ trường trên Mặt trời, từ trường trong gió mặt trời và từ trường do các vụ nổ siêu tân tinh trong Ngân hà giải thích về những tia vũ trụ ở các mức năng lượng thấp hơn. Tuy nhiên, đối với mức năng lượng cao hơn nhiều, trên 1019 eV (1,6J), giới khoa học chưa nhất trí về nguồn gốc của những tia này. Đài Auger được thiết kế để thu thập dữ liệu cần cho việc giải câu đố đó.
Để đánh giá độ mạnh của những tia vũ trụ siêu cao, giới khoa học đã chế tạo các máy gia tốc hạt. Tuy nhiên, cỗ máy tốt nhất trên Trái đất chỉ dò được các hạt có mức năng lượng không quá 1012eV. Các hạt mà Đài quan sát Pierre Auger dò có mức năng lượng lớn hơn ít nhất là mười triệu lần. Bằng cách nào đó, tự nhiên đã ban cho các hạt đơn lẻ này mức năng lượng khổng lồ và các nhà vật lý thiên văn tại Auger dự định tìm ra câu trả lời. Những tia vũ trụ năng lượng cao cực hiếm. Với mức năng lượng trên 1019eV, tỷ lệ tới Trái đất của nó chỉ là 1 hạt/km vuông mỗi năm. Điều thú vị là các hạt với mức năng lượng trên 1020eV có tần số xuất hiện ước tính 1 hạt/km trong mỗi thế kỷ.
Để ghi lại một số lượng lớn các tia hiếm này nhằm phục vụ phân tích, Đài Auger dò các hạt rơi xuống mọi chỗ trên một diện tích có kích cỡ bằng bang Rhode Island. Khu vực dò rộng 3.000km vuông nằm ở phía Đông dãy Andes, thuộc tỉnh Mendoza, Argentina. Khí quyển bên trên khu vực này là cỗ máy biến năng và khuếch đại tự nhiên đối với máy dò. Các tia vũ trụ sơ cấp va chạm với một hạt nhân trong không khí, tạo ra nhiều hạt thứ cấp chia sẻ năng lượng ban đầu. Sau đó, các hạt thứ cấp va chạm với các hạt nhân khác, sinh ra thế hệ hạt mới và tiến trình cứ tiếp tục như vậy. Đợt hạt này, thỉnh thoảng được gọi là ""mưa rào khí quyển diện rộng"", tới mặt đất với hàng tỷ hạt có thể dò thấy trên một phạm vi gần 10km vuông. 1.600 máy dò ở Auger được triển khai cách nhau 1,5km để lấy mẫu tại nhiều điểm trên mặt đất. Mỗi giây có chừng 100 hạt đi qua cơ thể của con người.
Bức ảnh bên dưới mô tả việc lắp đặt bình đầu tiên trong số 1.600 bình nước tại Đài Auger. Mỗi bình chứa 14.000 lít nước là một trạm dò hạt với đường kính 3,6m và cao 1,2m. Nó hoàn toàn tối đen bên trong, ngoại trừ khi các hạt năng lượng đi qua. Khi các hạt có điện tích (như muon, electron hoặc hadron) bay xuyên qua trạm dò với vận tốc nhanh hơn ánh sáng trong môi trường nước, chúng sẽ phát quần sáng Cherenkov có định hướng. Lượng ánh sáng đó được đo bằng ba ống nhân quang có đường kính 25cm bên trên trạm dò quy tụ và truyền tín hiệu về bộ xử lý. Một trận mưa sẽ làm bùng nổ ánh sáng đồng thời ở năm bình hoặc nhiều hơn. Lượng ánh sáng dò được tiết lộ năng lượng của tia vũ trụ sơ cấp. Sự khác biệt nhỏ về số lần dò tại nhiều vị trí bình quyết định hướng tới của tia vũ trụ so với mặt phẳng Trái đất.
Vào các đêm tối trời, các trận mưa không khí rộng ở Auger cũng được đo bằng bốn trạm đo huỳnh quang (hay hệ mắt ruồi). Những máy này có thể ghi lại sự phát triển của đợt hạt trong khí quyển, bên trên đợt bề mặt. Các hạt làm cho ni-tơ trong khí quyển phát quang. Máy dò ở Auger nhìn các trận mưa không khí rộng từ khoảng cách 15km. Chúng sẽ thấy cái trông giống như một bóng đèn tử ngoại lao qua khí quyển với tốc độ ánh sáng. Các máy dò theo dõi sự phát triển của đợt hạt bằng cách đo độ sáng của ánh sáng phát ra. Đối với một trận mưa 1019eV, độ sáng tăng lên 4 watt khi đợt hạt phát triển tới kích cỡ đỉnh điểm (tức là tới mặt đất).
http://www2.vietbao.vn/images/vn2/khoa-hoc/20225376_images312369_images311883_tramdo100804.jp g
Một trạm đo.
Đo các trận mưa tia vũ trụ bằng cả hai loại máy dò làm cho Đài Auger trở thành ""máy dò hỗn hợp"". Các số đo hỗn hợp đó cung cấp thông tin tốt nhất về các loại hạt cơ bản (proton, hạt nhân nặng, photon,...). Với kỹ thuật kép này, Đài Auger có thể xác định năng lượng tia vũ trụ sơ cấp ban đầu với độ chính xác tới 10%. Ngoài ra, so sánh từng trận mưa năng lượng tia vũ trụ còn tiết lộ sai số hệ thống của từng phương pháp. Đài Auger đang được xây dựng.
Theo thiết kế của Dự án Auger, chỉ có một đài quan sát chưa đủ mà phải có hai đài ở hai đầu Trái đất vì cần phải theo dõi cùng lúc toàn bộ bầu trời. Trong trường hợp đối xứng nhất thì phải đặt Đài thiên văn ở hai cực Trái đất. Tuy nhiên, phương án thực tế là chọn một địa điểm ở Nam bán cầu và một điểm tại Bắc bán cầu. Cuối cùng, cao nguyên ở Argentina và bang Utah ở Mỹ đã được lựa chọn.
Các GS Cronin và Alan Watson đưa ra khái niệm Dự án Auger vào năm 1992. Hơn 200 nhà vật lý từ 55 viện đang hợp tác xây dựng hệ thống nghiên cứu này. Ngân sách xây dựng, gần 100 triệu USD, được chia sẻ bởi 15 quốc gia tham gia. Mỗi nước đóng góp một phần nhỏ tổng kinh phí. Các nước tham gia là Argentina, Armenia, Australia, Bolivia, Brazil, Séc, Pháp, Đức, Italia, Mexico, Ba Lan, Slovenia, Tây Ban Nha, Anh, Mỹ và Việt Nam.
Từ năm 1998 tới nay, đã có khoảng trên 400 trạm được lắp đặt tại Đài quan sát phía Nam và hai trạm mắt ruồi. Chỉ cần có 30 trạm đầu tiên vận hành, người ta đã bắt đầu thử đo các mưa rào khí quyển diện rộng. Năm 2003 đánh dấu bước ngoặt khi Dự án Auger đạt quy mô rộng lớn hơn các dự án khác và từ đó bắt đầu cung cấp những số liệu khoa học mới mẻ về các tia năng lượng cao nhất. Dự định trong hai-ba năm tới, toàn bộ các trạm ở Nam bán cầu sẽ được lắp đặt xong và trạm ở Bắc Mỹ cũng sẽ được khởi công xây dựng.
Theo dữ liệu cập nhật mới nhất, hiện đã có vài chục số liệu đo về mức năng lượng rất cao, trên 1019eV. Đặc biệt là trong tháng 5/2004, các máy dò đã dò được mức năng lượng 1020eV - mục tiêu của Auger. Các hạt tia vũ trụ càng ở mức năng lượng cao thì số lượng càng ít. Có một giả thuyết là sau mức 1019e và 1020eV, phổ này sẽ bị cắt mất, tức là hầu như không còn hạt năng lượng cao hơn. Tuy nhiên, trong mấy chục năm nay, giới khoa học vẫn đo được một số hạt song độ tin cậy không cao. Mục tiêu của Dự án Auger là xác định có phải phổ của tia vũ trụ đến đó là hết hay không...
Nguồn: vietbao.vn
Thứ tư, 11 Tháng tám 2004
Pierre Auger là một dự án vật lý thiên văn quốc tế có sự tham gia của các nhà khoa học Việt Nam. Trao đổi với PGS vật lý hạt nhân Võ Văn Thuận về vấn đề này, nhân Gặp gỡ Việt Nam 5 .
http://www2.vietbao.vn/images/vn2/khoa-hoc/20225376_images312371_images311879_pts100804.jpg
PGS vật lý hạt nhân Võ Văn Thuận, viện trưởng Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân, chủ tịch Hội Hạt nhân Việt Nam.
Thưa ông, Việt Nam đã và đang tham gia thế nào vào Dự án Pierre Auger?
PGS Võ Văn Thuận: Tại một buổi gặp gỡ, GS Jean Trần Thanh Vân có gợi ý với GS Jim Cronin (ĐH Chicago) nếu dự định triển khai dự án này thì nên tới các nước như Việt Nam để tìm hiểu liệu các bạn trẻ có thể tham gia được không. Thật ra, Pierre Auger là dự án quốc tế do các nước có nền khoa học-công nghệ (KH-CN) tiên tiến triển khai. Do vậy, các quốc gia đang phát triển rất khó có điều kiện tham gia. Tuy nhiên, với tinh thần quan tâm tới giới trẻ nên GS Cronin và GS Watson đã quyết định tới Hà Nội vào năm 1994 giới thiệu về Dự án Auger. Lúc đó, GS Đặng Vũ Minh và GS Nguyễn Đình Tứ đã chỉ đạo để Việt Nam tham gia. Tôi được giao nhiệm vụ thành lập nhóm Auger Việt Nam tại Viện Khoa học-Kỹ thuật Hạt nhân. Năm 1995, Việt Nam cử người sang tham gia nhóm thiết kế dự án khả thi.
GS Cronin cùng nhiều nhà khoa học khác đã trực tiếp sang Việt Nam giảng bài về tia vũ trụ vào cuối năm 1998. Tới năm 1999, nhóm Auger Hà Nội có được một cố vấn khoa học. Đó là GS Pierre Darriulat, nguyên giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN). Ông đã chủ động giúp đỡ đào tạo vật lý cho Việt Nam và, bằng uy tín của mình, đã nhanh chóng vận động được nhiều đồng nghiệp ở CERN ủng hộ và gửi cho Việt Nam các thiết bị thí nghiệm hiện đại.
Trong năm 2000, cả nhóm Auger Việt Nam lao vào thiết kế và lắp đặt các thiết bị đo và tới năm 2001, Phòng thí nghiệm đào tạo vật lý tia vũ trụ VATLY chính thức khai trương. VATLY cũng có một máy dò tia vũ trụ giống như ở Argentina.
Giữa năm 2002, hai thành viên trẻ Việt Nam đã được Chương trình khoa học cơ bản của Bộ KH-CN tài trợ sang công tác tại Argentina ba tháng. Họ tham gia lắp được sáu trong số 60 trạm đầu tiên, trong đó có một trạm được đặt tên là VATLY. Sáu thành viên nhóm Auger cũng đã được ghi tên trong danh sách đồng tác giả của những công bố khoa học đầu tiên năm 2003-2004. Từ vị trí là thành viên liên kết, nhóm Việt Nam đang nỗ lực phấn đấu để sớm được công nhận là thành viên đầy đủ của Auger quốc tế. Từ năm 2004, VATLY sẽ tập trung vào các nghiên cứu và đào tạo để chuẩn bị hoà nhập thực sự với dự án Auger quốc tế.
Các nước có lợi ích gì khi tham gia Dự án Pierre Auger nói riêng và nghiên cứu vật lý thiên văn nói chung?
Phải khẳng định là có rất nhiều lợi ích. Pierre Auger là dự án tiên tiến nhất của khoa học thế giới hiện nay và do UNESCO bảo trợ. Dự án này giúp nghiên cứu nguồn nào phát ra năng lượng cao như thế. Vật lý hiện nay chỉ giải thích được năng lượng thấp. Tìm ra câu trả lời, nghĩa là chúng ta có phát minh rất lớn về vật lý và thiên văn. Đó là bước tiến lớn bởi nguồn gốc tạo ra các tia năng lượng siêu cao có thể là một cơ chế vật lý hoàn toàn mới mà chúng ta hiện đang giả định hoặc chưa biết.
Trong một dự án như vậy, các nhà khoa học sử dụng công nghệ hợp lý kết hợp với công nghệ cao. Trong quá trình đó, sẽ có sự sáng tạo công nghệ để đưa các công nghệ mới vào sử dụng, góp phần thúc đẩy khoa học và công nghệ phát triển. Tôi dám chắc khoa học cơ bản, chẳng hạn như năng lượng cao và hạt nhân, có đóng góp vô cùng to lớn cho cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Một ví dụ điển hình là World Wide Web, sáng tạo của các nhà nghiên cứu tại CERN nhằm liên kết mọi người trong phòng thí nghiệm cuối cùng đã được ứng dụng rộng rãi như ngày nay. Nghiên cứu tia vũ trụ chắc chắn sẽ có ứng dụng, đừng cho rằng chúng ta đang làm một việc xa vời, vô ích.
Thứ ba, đây là một cơ hội để các nhà khoa học gặp gỡ, tìm hiểu và từ đó giúp đỡ nhau, góp phần tăng cường sự hợp tác quốc tế. Việt Nam sẽ học hỏi được nhiều về công nghệ.
Nhóm Auger Việt Nam nhận được sự hỗ trợ nào từ trong nước?
Lúc đầu, kinh phí hoạt động rất eo hẹp, chỉ khoảng vài chục triệu đồng. Tuy nhiên, trong ba-bốn năm gần đây, GS Viện sĩ Nguyễn Văn Hiệu, chủ tịch Hội đồng Viện KH-CN Quốc gia, rất ủng hộ chúng tôi để mỗi năm nhóm có khoảng 100 triệu đồng để hoạt động. Từ năm ngoái tới năm nay, Bộ KH-CN cũng hỗ trợ 200 triệu đồng mỗi năm, trước tiên để nhóm lập một website, tải mọi dữ liệu đo thực địa và chương trình tính toán của Auger về lưu trữ, tạo cơ sở để các bạn trẻ nghiên cứu và học tập ngay tại Việt Nam. Ngoài ra, mỗi năm chúng tôi cũng có kinh phí để cử vài người sang họp, trao đổi với Auger.
Theo ông, Việt Nam cần làm gì để phát triển ngành vật lý thiên văn?
Vật lý thiên văn của Việt Nam đang ở tầm rất thấp. Nguyên nhân: Nhiều người vẫn coi thiên văn là xa vời. Gần đây, Việt Nam cũng có Hội Thiên văn và một số người học thiên văn song hầu như tản mạn. Không thể nói thiên văn là xa vời, bởi có một số vấn đề thiên văn rất thiết thực đối với Việt Nam, như sử dụng vệ tinh quanh Trái đất để phục vụ viễn thông, viễn thám, an ninh quốc gia, dự báo thời tiết, cháy rừng... Thế giới cũng đang chinh phục vũ trụ và để làm được điều đó, cần hiểu vật lý thiên văn và thiên văn học. Việt Nam cần nhiều người am hiểu về vật lý thiên văn và các lĩnh vực liên quan tới nó. Muốn vậy, chúng ta phải thay đổi cách nhìn nhận.
Tôi rất ủng hộ nếu một trường đại học nào đó ở Việt Nam, chẳng hạn như ĐH Khoa học Tự nhiên Hà Nội, thành lập Khoa thiên văn hoặc vật lý thiên văn. Chúng ta có thể bắt đầu từ ở một mức nào đó rồi phát triển dần. Theo tôi biết, có hai tổ bộ môn thiên văn dành cho học sinh trung học tại ĐH Sư phạm Hà Nội và ĐH Vinh. Điều này là rất tốt song nên nhân rộng và nâng cao hơn nữa, bởi đấy mới chỉ là mức phổ thông. Chúng ta cần có một nơi đào tạo những người nghiên cứu chuyên sâu. Thiên văn và vật lý thiên văn bây giờ không chỉ là vấn đề thời thượng theo nghĩa khoa học mà thực sự là nhu cầu cấp bách của đời sống con người. Nếu có sự động viên và đầu tư mạnh mẽ, tôi tin rằng trong một thời gian ngắn chúng ta sẽ thu hút được nhiều người quan tâm.
Tuy nhiên, để có những sinh viên ham thích nghiên cứu sâu trong lĩnh vực vật lý thiên văn, Việt Nam cần xây dựng một số nhà chiếu bầu trời để học sinh tới đó, cảm nhận những hiệu ứng mới nhất như vụ nổ siêu tân tinh, lỗ đen, sao kép... Nhà chiếu bầu trời sẽ kích thích sự tò mò và gợi lên những ham muốn. Từ đó, sẽ có một số em muốn lao vào nghiên cứu lĩnh vực này. GS Trịnh Xuân Thuận cũng cho rằng nên xây dựng nhà chiếu. Chi phí xây dựng chúng không cao và quốc tế cũng hay giúp đỡ những chương trình như vậy.
Rất may là có một số chuyên gia vật lý thiên văn sẵn lòng giúp chúng ta. Ngoài ra, có một số nhà vật lý thiên văn gốc Việt rất giỏi và nổi tiếng như GS Trịnh Xuân Thuận đang có mặt tại Gặp gỡ Việt Nam 5 cùng vài giáo sư, tiến sĩ trẻ trong lĩnh vực này. Đây là những người thầy có thể hướng dẫn sinh viên Việt Nam tiến nhanh.
Hiện Việt Nam có những dự án thiên văn quốc gia nào?
ĐH Sư phạm Hà Nội và ĐH Vinh có một kính thiên văn quang học để học sinh quan sát sao và có khái niệm về vật lý thiên văn và thiên văn học. Ngoài ra, chúng ta chưa có một đài thiên văn hiện đại nào!
Tôi nghĩ các nước đang phát triển và kể cả phát triển không nên đứng riêng để xây dựng các đài thiên văn lớn, phục vụ mục đích khoa học mà nên hợp tác với nhau trong các dự án quốc tế giống như Auger. Như thế sẽ có lợi hơn vì khoa học sẽ mang tính quốc tế và nguồn lực sẽ mạnh hơn. Còn chúng ta nên xây dựng các đài thiên văn nhỏ mang tính chất học thuật để nghiên cứu một phần và chủ yếu là đào tạo tại chỗ. Những đài đó phù hợp với năng lực tài chính của Việt Nam.
Xin cảm ơn ông!
Dự án Piere Auger?
http://vietbao.vn/images/vn2/khoa-hoc/20225376_images311881_tv100804.jpg
Trên một đồng bằng rộng lớn mang tên Pampa Amarilla ở Tây Argentina, một hệ thống mới nghiên cứu vũ trụ đang định hình. Tại đó, Đài quan sát tia vũ trụ Pierre Auger đã bắt đầu nghiên cứu các hạt năng lượng cao nhất của vũ trụ. Những ""người đưa tin"" hiếm này sẽ kể một câu chuyện quan trọng về cách chúng hình thành. Cho tới nay, các thí nghiệm của giới khoa học vẫn chưa giải mã được thông điệp của tia vũ trụ và sự tồn tại của chúng trở thành một câu đố. Đài Auger đang tấn công bí ẩn này của các tia vũ trụ năng lượng siêu cao.
Tia vũ trụ là những hạt có điện tích rơi như mưa không ngừng xuống đầu chúng ta từ không gian. Phần lớn các hạt này thuộc nhóm đã được hiểu rõ, thường là proton song cũng có thể là các hạt nhân lớn hơn. Các từ trường gia tốc hạt tích điện. Từ trường trên Mặt trời, từ trường trong gió mặt trời và từ trường do các vụ nổ siêu tân tinh trong Ngân hà giải thích về những tia vũ trụ ở các mức năng lượng thấp hơn. Tuy nhiên, đối với mức năng lượng cao hơn nhiều, trên 1019 eV (1,6J), giới khoa học chưa nhất trí về nguồn gốc của những tia này. Đài Auger được thiết kế để thu thập dữ liệu cần cho việc giải câu đố đó.
Để đánh giá độ mạnh của những tia vũ trụ siêu cao, giới khoa học đã chế tạo các máy gia tốc hạt. Tuy nhiên, cỗ máy tốt nhất trên Trái đất chỉ dò được các hạt có mức năng lượng không quá 1012eV. Các hạt mà Đài quan sát Pierre Auger dò có mức năng lượng lớn hơn ít nhất là mười triệu lần. Bằng cách nào đó, tự nhiên đã ban cho các hạt đơn lẻ này mức năng lượng khổng lồ và các nhà vật lý thiên văn tại Auger dự định tìm ra câu trả lời. Những tia vũ trụ năng lượng cao cực hiếm. Với mức năng lượng trên 1019eV, tỷ lệ tới Trái đất của nó chỉ là 1 hạt/km vuông mỗi năm. Điều thú vị là các hạt với mức năng lượng trên 1020eV có tần số xuất hiện ước tính 1 hạt/km trong mỗi thế kỷ.
Để ghi lại một số lượng lớn các tia hiếm này nhằm phục vụ phân tích, Đài Auger dò các hạt rơi xuống mọi chỗ trên một diện tích có kích cỡ bằng bang Rhode Island. Khu vực dò rộng 3.000km vuông nằm ở phía Đông dãy Andes, thuộc tỉnh Mendoza, Argentina. Khí quyển bên trên khu vực này là cỗ máy biến năng và khuếch đại tự nhiên đối với máy dò. Các tia vũ trụ sơ cấp va chạm với một hạt nhân trong không khí, tạo ra nhiều hạt thứ cấp chia sẻ năng lượng ban đầu. Sau đó, các hạt thứ cấp va chạm với các hạt nhân khác, sinh ra thế hệ hạt mới và tiến trình cứ tiếp tục như vậy. Đợt hạt này, thỉnh thoảng được gọi là ""mưa rào khí quyển diện rộng"", tới mặt đất với hàng tỷ hạt có thể dò thấy trên một phạm vi gần 10km vuông. 1.600 máy dò ở Auger được triển khai cách nhau 1,5km để lấy mẫu tại nhiều điểm trên mặt đất. Mỗi giây có chừng 100 hạt đi qua cơ thể của con người.
Bức ảnh bên dưới mô tả việc lắp đặt bình đầu tiên trong số 1.600 bình nước tại Đài Auger. Mỗi bình chứa 14.000 lít nước là một trạm dò hạt với đường kính 3,6m và cao 1,2m. Nó hoàn toàn tối đen bên trong, ngoại trừ khi các hạt năng lượng đi qua. Khi các hạt có điện tích (như muon, electron hoặc hadron) bay xuyên qua trạm dò với vận tốc nhanh hơn ánh sáng trong môi trường nước, chúng sẽ phát quần sáng Cherenkov có định hướng. Lượng ánh sáng đó được đo bằng ba ống nhân quang có đường kính 25cm bên trên trạm dò quy tụ và truyền tín hiệu về bộ xử lý. Một trận mưa sẽ làm bùng nổ ánh sáng đồng thời ở năm bình hoặc nhiều hơn. Lượng ánh sáng dò được tiết lộ năng lượng của tia vũ trụ sơ cấp. Sự khác biệt nhỏ về số lần dò tại nhiều vị trí bình quyết định hướng tới của tia vũ trụ so với mặt phẳng Trái đất.
Vào các đêm tối trời, các trận mưa không khí rộng ở Auger cũng được đo bằng bốn trạm đo huỳnh quang (hay hệ mắt ruồi). Những máy này có thể ghi lại sự phát triển của đợt hạt trong khí quyển, bên trên đợt bề mặt. Các hạt làm cho ni-tơ trong khí quyển phát quang. Máy dò ở Auger nhìn các trận mưa không khí rộng từ khoảng cách 15km. Chúng sẽ thấy cái trông giống như một bóng đèn tử ngoại lao qua khí quyển với tốc độ ánh sáng. Các máy dò theo dõi sự phát triển của đợt hạt bằng cách đo độ sáng của ánh sáng phát ra. Đối với một trận mưa 1019eV, độ sáng tăng lên 4 watt khi đợt hạt phát triển tới kích cỡ đỉnh điểm (tức là tới mặt đất).
http://www2.vietbao.vn/images/vn2/khoa-hoc/20225376_images312369_images311883_tramdo100804.jp g
Một trạm đo.
Đo các trận mưa tia vũ trụ bằng cả hai loại máy dò làm cho Đài Auger trở thành ""máy dò hỗn hợp"". Các số đo hỗn hợp đó cung cấp thông tin tốt nhất về các loại hạt cơ bản (proton, hạt nhân nặng, photon,...). Với kỹ thuật kép này, Đài Auger có thể xác định năng lượng tia vũ trụ sơ cấp ban đầu với độ chính xác tới 10%. Ngoài ra, so sánh từng trận mưa năng lượng tia vũ trụ còn tiết lộ sai số hệ thống của từng phương pháp. Đài Auger đang được xây dựng.
Theo thiết kế của Dự án Auger, chỉ có một đài quan sát chưa đủ mà phải có hai đài ở hai đầu Trái đất vì cần phải theo dõi cùng lúc toàn bộ bầu trời. Trong trường hợp đối xứng nhất thì phải đặt Đài thiên văn ở hai cực Trái đất. Tuy nhiên, phương án thực tế là chọn một địa điểm ở Nam bán cầu và một điểm tại Bắc bán cầu. Cuối cùng, cao nguyên ở Argentina và bang Utah ở Mỹ đã được lựa chọn.
Các GS Cronin và Alan Watson đưa ra khái niệm Dự án Auger vào năm 1992. Hơn 200 nhà vật lý từ 55 viện đang hợp tác xây dựng hệ thống nghiên cứu này. Ngân sách xây dựng, gần 100 triệu USD, được chia sẻ bởi 15 quốc gia tham gia. Mỗi nước đóng góp một phần nhỏ tổng kinh phí. Các nước tham gia là Argentina, Armenia, Australia, Bolivia, Brazil, Séc, Pháp, Đức, Italia, Mexico, Ba Lan, Slovenia, Tây Ban Nha, Anh, Mỹ và Việt Nam.
Từ năm 1998 tới nay, đã có khoảng trên 400 trạm được lắp đặt tại Đài quan sát phía Nam và hai trạm mắt ruồi. Chỉ cần có 30 trạm đầu tiên vận hành, người ta đã bắt đầu thử đo các mưa rào khí quyển diện rộng. Năm 2003 đánh dấu bước ngoặt khi Dự án Auger đạt quy mô rộng lớn hơn các dự án khác và từ đó bắt đầu cung cấp những số liệu khoa học mới mẻ về các tia năng lượng cao nhất. Dự định trong hai-ba năm tới, toàn bộ các trạm ở Nam bán cầu sẽ được lắp đặt xong và trạm ở Bắc Mỹ cũng sẽ được khởi công xây dựng.
Theo dữ liệu cập nhật mới nhất, hiện đã có vài chục số liệu đo về mức năng lượng rất cao, trên 1019eV. Đặc biệt là trong tháng 5/2004, các máy dò đã dò được mức năng lượng 1020eV - mục tiêu của Auger. Các hạt tia vũ trụ càng ở mức năng lượng cao thì số lượng càng ít. Có một giả thuyết là sau mức 1019e và 1020eV, phổ này sẽ bị cắt mất, tức là hầu như không còn hạt năng lượng cao hơn. Tuy nhiên, trong mấy chục năm nay, giới khoa học vẫn đo được một số hạt song độ tin cậy không cao. Mục tiêu của Dự án Auger là xác định có phải phổ của tia vũ trụ đến đó là hết hay không...
Nguồn: vietbao.vn
Thứ tư, 11 Tháng tám 2004