Giáo sư Việt săn tìm 'hạt ma quái'

GS.TS Phùng Văn Đồng cùng cộng sự phát hiện ra mô hình có thể dự đoán khối lượng neutrino và sự tồn tại phổ biến của vật chất tối nhằm khai phá những bí ẩn vũ trụ.

GS.TS Phùng Văn Đồng (43 tuổi) hiện là Viện trưởng Viện Nghiên cứu Tiên tiến Phenikaa, Trường Đại học Phenikaa. Anh là Giáo sư trẻ nhất Việt Nam (năm 2021, ngành Vật lý) và nhận giải thưởng Tạ Quang Bửu 2016 nhờ công trình nghiên cứu xuất sắc. Nhìn lại gần 20 năm nghiên cứu, sở hữu 70 công trình công bố trên tạp chí uy tín thuộc danh mục ISI/Scopus, GS Đồng chưa quên cơ duyên đến với Vật lý lý thuyết rồi trở thành nhà khoa học.

Kể với VnExpress, GS Đồng cho hay ban đầu thời phổ thông vốn rất mê Toán. Song năm 1999 khi đăng ký hồ sơ vào trường thích nhất, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, cậu buộc phải chuyển sang Vật lý "vì chỉ tiêu vào Toán ít hơn nên sợ trượt". Tốt nghiệp năm 2003, anh Đồng muốn trở thành giáo viên vật lý nhưng xin việc khó khăn do cần phải có chứng chỉ nghiệp vụ sư phạm. "Thế là tôi quyết định quay trở lại làm nghiên cứu, một chuỗi sự ngẫu nhiên dẫn đến cơ duyên trở thành nhà khoa học như hiện tại", anh nhớ lại.

GS.TS Phùng Văn Đồng. Ảnh: NVCC

Hướng nghiên cứu của GS Đồng tập trung giải quyết bài toán cốt lõi về cấu trúc và sự vận động vũ trụ, trong đó vấn đề khối lượng neutrino và sự tồn tại phổ biến của vật chất tối là bài toán hóc búa có liên quan với nhau, ảnh hưởng ý nghĩa đến sự hình thành và diễn tiến của vũ trụ.

Công trình mô hình 3-3-1-1 dựa trên nguyên lý đối xứng chuẩn nhằm dự đoán sự tồn tại của vật chất tối. GS Đồng giải thích, ước lượng trong thiên hà có tới 85% thành phần là vật chất tối, có đặc điểm không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng và tương tác rất yếu với vật chất thông thường. Chúng ta hoàn toàn chưa hiểu về cấu trúc và thành phần của vật chất tối, đây là lý do GS Đồng nghiên cứu đề xuất các mô hình nhằm vén mở những bí ẩn đó.

Để nghiên cứu về loại vật chất tối bí ẩn này, các nhà nghiên cứu cần song hành lý thuyết định hướng và thực nghiệm tìm kiếm. Ban đầu nhóm nghiên cứu "mô hình 3-3-1" mở rộng từ mô hình chuẩn, song sớm nhận ra mô hình không giải thích cho vật chất tối. Nhóm tiếp tục mở rộng thành mô hình 3-3-1-1. "Nguyên lý 3-3-1-1 phân loại vật chất tối, làm vật chất tối bền, xác định mật độ tàn dư vật chất tối ngày nay, dự đoán tín hiệu của vật chất tối trong thực nghiệm tìm kiếm trực tiếp, gián tiếp, và máy gia tốc". Đây là lý thuyết nhất quán đầu tiên chỉ ra rằng vật chất tối do tương tác chuẩn chi phối, tương tự các tương tác điện từ, yếu, mạnh, hấp dẫn. GS Đồng cho biết thêm, lý thuyết này còn cho dự đoán khối lượng neutrino liên quan đến vật chất tối, bên cạnh giải quyết các giả thuyết khác như lạm phát vũ trụ sớm và bất đối xứng vật chất - phản vật chất.

Mô hình 3-3-1-1 cho vật chất tối được đăng tải trên Tạp chí Physical Review D, một trong những tạp chí ảnh hưởng nhất chuyên ngành vật lý năng lượng cao và vũ trụ học. Công trình nhận được sự quan tâm từ cộng đồng nghiên cứu quốc tế, với hơn 100 lượt trích dẫn, mở ra hướng nghiên cứu mới về vật chất tối dựa trên nguyên lý thống nhất đối xứng chuẩn và đang tiếp tục phát triển.

Trong cuộc trò chuyện, GS Đồng say sưa nói về công trình nghiên cứu nhưng hiếm nhắc đến bản thân. Chỉ khi được hỏi về việc lựa chọn làm nghiên cứu sinh tiến sĩ trong nước, anh giải thích đơn giản vì mong muốn tìm kiếm cái mới dẫn tới "thực tế đi trước sự học". Dù làm nghiên cứu sinh hoàn toàn trong nước, anh Đồng hoàn thành luận án tiến sĩ với hàng chục công bố, được đặc cách bảo vệ luận án cấp cơ sở. Năm 2007, anh làm postdoc (nghiên cứu sau tiến sĩ) tại Trung tâm Nghiên cứu Gia tốc Năng lượng cao Nhật Bản (KEK, Japan), sau đó là Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN) và Viện Hàn lâm Khoa học Đài Loan (AS, Taiwan), nhằm mở rộng các hướng nghiên cứu.

GS Đồng chụp tại tòa nhà 1-0-1 Taiwan. Ảnh: NVCC

Chia sẻ kinh nghiệm tới người trẻ, GS Đồng nói việc đẩy mạnh phát triển nghiên cứu và duy trì nghiên cứu chuyên nghiệp phụ thuộc rất lớn bản thân nhà khoa học, phải luôn cập nhật kiến thức, kiên trì đủ dù khi nghèo cũng như khi sung túc, phản biện đủ đến nhận ra hay dở, đúng sai. Anh cho rằng nếu tiếp cận đúng và lao động đủ người làm nghiên cứu sẽ đi rất nhanh trên con đường khoa học. Ngược lại nếu tiếp cận sai hoặc không có môi trường, định hướng từ người thầy, đồng nghiệp sẽ rất khó thành công. "Learning by working" (vừa học vừa làm) song hành trên con đường khoa học giúp nhà nghiên cứu phát triển nhanh, đồng thời tìm môi trường khoa học tốt để phát triển tích cực, tránh bị sai lệch, anh cho hay.

Với GS Đồng, được nhận giải thưởng Tạ Quang Bửu 2016 với công trình mô hình 3-3-1-1 cho vật chất tối là "bước đệm vàng son để phát triển nghiên cứu vượt bậc". Anh cho hay, nghiên cứu cũng trở thành nền tảng cơ sở giúp anh định hướng xây dựng nhóm nghiên cứu mạnh về vật lý năng lượng cao và vũ trụ học khi anh về công tác tại trường Đại học Phenikaa năm 2019.

Nói về giải thưởng Tạ Quang Bửu, GS Đồng cho biết giải thưởng có quá trình xét duyệt rất khắt khe, được bình chọn bởi các chuyên gia nghiên cứu tích cực và vận hành bởi Quỹ Nafosted uy tín. Việc giải thưởng đề cao chất lượng nghiên cứu và đóng góp ý nghĩa của nhà khoa học sẽ tạo động lực thúc đẩy xã hội phát triển. Là thành viên Hội đồng Nafosted ngành Vật lý, anh nhận thấy để đạt được giải thưởng ngoài chất lượng của công trình, nhà khoa học cần đạt mức uy tín và liêm chính nhất định trong ngành. Anh nhìn nhận "giải rất cao quý và mô hình này nên nhân rộng lĩnh vực khác, duy trì trao hàng năm".

Lễ trao Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2024 sẽ được tổ chức ngày 15/5 tại Hà Nội, trong chuỗi sự kiện kỷ niệm Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam (18/5) và 65 năm thành lập Bộ Khoa học và Công nghệ. Chương trình được phát trực tiếp trên VnExpress.

Như Quỳnh