| Mục tiêu đề tài |
Mục tiêu chung của chúng tôi là dựa vào nội lực kết hợp với hợp tác quốc tế thông qua tham gia các thí nghiệm Belle-II và T2K, xây dựng nhóm nghiên cứu mạnh trong lĩnh vực VLNLC tiếp cận với khoa học, kỹ thuật và công nghệ (KH-KT-CN) hiện đại của thế giới, góp phần nâng cao thành tích và tiềm lực KH-KT-CN của Viện Vật lý thuộc Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VHL) nói riêng và Việt Nam nói chung.
Mục tiêu cụ thể của đề tài này là cùng với thí nghiệm Belle-II và thí nghiệm T2K
(1) nghiên cứu các vấn đề Vật Lý Mới (VLM), như vật lý neutrino, vi phạm đối xứng CP (CPV), vật chất tối, và các vấn đề VLM khác,
(2) thực hiện các nhiệm vụ khác của các thí nghiệm có tác động lên toàn thí nghiệm (một số trong đó có ý nghĩa trong việc phát triển KH-KT-CN). Thực tế nhiệm vụ này là quan trọng đối với sự phát triển KH-KT-CN của nước ta. |
| Kết quả chính của đề tài | Các kết quả chính của đề tài:
Cùng các thí nghiệm Belle-II và T2K chúng tôi đã đạt được những kết quả như sau - Về khoa học: Với thí nghiệm Belle-II:
● Nghiên cứu neutrino, CPV trong phần lepton và một số quá trình có sự tham gia của neutrino.
● Nghiên cứu CPV trong phần quark, phân rã hiếm (như B^0 → K*l^+l^-), sự trộn (mixing) lớn, kiểm tra ma trận CKM và tam giác unitarity, và các vấn đề liên quan, thông qua một số phân rã của các meson B.
● Nghiên cứu CPV nhỏ, phân rã hiếm (như D^0 → \mu^+\mu^-), sự trộn (mixing) nhỏ, các quá trình VLM tinh vi, và các vấn đề khác liên quan, thông qua một số phân rã của các meson D.
● Quan sát thấy phân rã hiếm B^+ → K^+ν ¯ν một tín hiệu của VLM với độ lệch chuẩn 3,5 \sigma và một số kết quả liên quan [Các công bố nổi bật: Phys. Rev. D 109, 112006 (2024); Phys. Rev. D 112, 092016 (2025)].
● Nghiên cứu các ứng viên vật chất tối (khoanh vùng tìm kiếm).
● Các vấn đề Vật Lý Mới khác: tính phổ quát của vị lepton, các trường vô hướng mới, v.v…
● Một số đo đạc khác (quan trọng đối với nghiên cứu VLM).
Với thí nghiệm T2K:
● Sử dụng và phát triển phần mềm NEUT - phần mềm mô phỏng tương tác của neutrino với hạt nhân;
● Tham gia phân tích vật lý về đo chính xác các tham số của dao động neutrino và vi phạm đối xứng CP.
[Công bố nổi bật: Nature, 646, pages 818–824 (2025)].
● và từ năm 2018, nhóm Việt Nam bắt đầu tham gia WAGASCI - thí nghiệm tập trung vào đo tương tác neutrino với hạt nhân. - Về ứng dụng:
Công việc của chúng tôi là nghiên cứu cơ bản nên chưa có kết quả ứng dụng trực tiếp, nhưng nghiên cứu thực nghiệm là cầu nối giữa khoa học cơ bản và ứng dụng công nghệ. Chúng tôi đã đạt được một số kết quả có thể nói là tiền ứng dụng như sau.
Với thí nghiệm Belle-II:
Thông qua tham gia trực tiếp quá trình xây dựng và vận hành CDC chúng tôi đã tiếp được một số kiến thức về kỹ thuật cũng như đóng góp đáng kể vào hoạt động của thí nghiệm. Những thu hoạch này sẽ có ích cho việc phát triển một số hướng KHCN trong tương lai nếu có sự đầu tư và quan tâm của các cơ quan/tổ chức KHCN. Một số kết qủa đã được Đồng Văn Thanh trình bày trong báo cáo "Belle/Belle II experiment and activities of the Vietnamese group", tại Hội thảo quốc tế PGU-3, 26 – 28 tháng 11 2025).
Với thí nghiệm T2K:
● Tham gia xây dựng thiết bị mới để giám sát dòng proton không phá huỷ;
● Tham gia giám sát hoạt động tạo chùm tia neutrino ở J-PARC;
● Tham gia xây dựng các hệ máy dò gần INGRID và SuperFGD của thí nghiệm T2K;
● Nhóm T2K-Vietnam đã có những nghiên cứu riêng với thiết bị đặt tại Quy Nhơn và bước đầu đã đạt những kết quả khả quan, đặt cơ sở cho việc làm chủ thiết bị và công nghệ liên quan. |
| Những đóng góp mới | Đo đạc chính xác các số liệu về CPV, các tham số của một số hạt cơ bản (có ích cho những nghiên cứu khác xác định hiệu ứng VLM),
● Khoanh vùng chính xác hơn vùng tìm kiếm ứng viên vật chất tối.
● Đặc biệt gần đây thí nghiệm đã quan sát thấy dòng trung hòa thay đổi vị ở mức 3,5 sigma. Đây là một kết quả quan trọng và là tín hiệu của VLM.
● Hiện tại chúng tôi đang tập trung nghiên cứu neutrino, đặc biệt là neutrino nặng (heavy neutrinos), và CPV trong phần lepton, với thí nghiệm Belle II và T2K (xem chi tiết ở mục A phía trên).
● Nhóm Việt Nam đã đóng góp quan trọng vào các vấn đề kỹ thuật mấu chốt có ảnh hưởng phổ quát lên hoạt động của thí nghiệm và các kết quả nghiên cứu (các công bố) của thí nghiệm.
● Tham gia việc quản lý và điều hành các thí nghiệm thông qua các hội đồng đại diện.
● Tham gia xây dựng thiết bị mới, phát triển phần mềm, giám sát vận hành của thiết bị, phần mềm của thí nghiệm.
● Tiếp tục tiến hành nghiên cứu VLNLC với thiết bị và điều kiện trong nước.
● Đào tạo nhân lực (tiến sỹ, thạc sỹ, …) về VLNLC.
● Tổ chức hoặc tham gia tổ chức và báo cáo/giảng dạy tại các hội thảo và các khóa học quốc tế về VLNLC. *** Sản phẩm cụ thể giao nộp:
- Các bài báo đã công bố (đã liệt kê phía trên):
Cùng với Belle-II và T2K, Đề tài có 64 công bố trên các tạp chí ISI uy tín cao như Nature, Phys. Rev. Lett., JHEP,. EPJC, và Phys. Rev. D (xem chi tiết tại mục 9 mẫu 32 hoặc mục B phần I) trong đó 52 công bố ghi nhận tài trợ của Đề Tài. |
| Kiến nghị | Chúng tôi chân thành cảm ơn Chủ tịch và Ban lãnh đạo Viện Hàn Lâm KHCN Việt Nam (VHL) và Viện Vật lý, cùng các hội đồng và ban ngành chức năng các cấp cũng như các đồng nghiệp đã ủng hộ chúng tôi thực hiện hiệu quả đề tài này cũng như các đề tài độc lập trước. Tuy nhiên, chúng tôi có một số kiến nghị như sau:
1. Vật lý năng lượng cao (VLNLC) là lĩnh vực nghiên cứu cơ bản nhưng có tác đông KHCN rất cao. Đặc biệt, ngoài tác động liên ngành lên một số ngành khoa học cơ bản khác (như toán học, vật lý tính toán, vật lý hạt nhân, vật lý thiên văn và vũ trụ học) VLNLC cũng có vai trò quan trọng trong việc ứng dụng và phát triển KHCN cao, cụ thể như nó có thể đóng góp vào các nhóm 1,2,7 và 8 trong Danh mục 11 nhóm công nghệ chiến lược mà chính phủ vừa ban hành (theo Quyết định số 1131/QĐ-TTg ngày 12/6/2025 của TT chính phủ).
2. Tuy kinh phí được cấp rất quý giá giúp chúng tôi duy trì sự tham gia các thí nghiệm quốc tế về VLNLC uy tín như Belle-II và T2K, nhưng với kinh phí được cấp ở quy mô và thời hạn ngắn (chỉ từng 2 năm một) như hiện nay chúng tôi rất khó phát triển lực lượng và chủ động lên kế hoạch dài hạn để tiếp tục tham gia hiệu quả và lâu dài các thí nghiệm lớn nói trên.
Dù nhóm chúng tôi có những đóng góp tốt, trong đó có những đóng góp chủ lực (trên một số phương diện) cho thí nghiệm (góp phần nâng cao uy tín khoa học của Việt Nam) nhưng nếu so sánh với đầu tư của các nước khác cho các nhóm nghiên cứu của họ trong thí nghiệm thì kinh phí được cấp cho nhóm chúng tôi còn rất khiêm tốn.
3. Chúng tôi mong được nhà nước (cụ thể là VHL) tài trợ dài hạn cỡ ít nhất là 5 năm mỗi đợt (nếu thực hiện thành công có thể tiếp tục đợt mới) với kinh phí khoảng 3 tỷ Đồng/năm (có thể tăng dần theo sự tăng trưởng của quy mô và công việc của nhóm). Khi tham gia thí nghiệm Hyper-Kamiokande chúng tôi có thể cần thêm kinh phí bổ sung.
Sau đây là thuyết minh chi tiết làm sáng tỏ thêm đề nghị nói trên:
Như đã nói ở trên và phần Mở đầu, Vật lý năng lượng cao (VLNLC) là một lĩnh vực có tác động KHCN liên ngành rất lớn và đi tiên phong trong ứng dụng và phát triển nhiều lĩnh vực KHCN, là cầu nối giữa nghiên cứu cơ bản và công nghệ cao, nhưng VLNLC phát triển còn tương đối yếu ở Việt Nam. Vậy nên phát triển VLNLC, đặc biệt là về thực nghiệm, tại Việt Nam, là cần thiết và là một trong những con đường trực tiếp dẫn tới KHCN cao.
Tuy nhiên, hoạt động VLNLC cân đầu tư rất lớn cả về nhân lực lẫn vật chất mà một nước đơn lẻ, nhất là nước đang phát triển như nước ta khó có thể đảm đương được, và do đó nó có tính quốc tế hoá cao. Cho nên con đường tối ưu nhất để xây dựng VLNLC của chúng ta là hợp tác quốc tế.
Khoảng 30 năm qua chúng tôi đã theo đuổi con đường xây dựng VLNLC (thực nghiệm) tại Viện Vật lý và Việt Nam nói chung. Đầu tiên, chúng tôi phấn đấu trong nhiều năm để gia nhập các thí nghiệm LHC tại Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN), nhưng không đi được tới cùng do không có đủ kinh phí, dù đã đào tạo được khá nhiều cán bộ thông qua HTQT. Sau đó chúng tôi hướng sang Nhật Bản nơi cũng đang có những thí nghiệm quốc tế uy tín hàng đầu về VLNLC nhưng với điều kiện tài chính và địa lý thuận lợi hơn.
Với những nỗ lực cá nhân và sự tài trợ của Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam (từ 2021) chúng tôi đang tham gia thành công các thí nghiệm Belle-II (gia nhập năm 2011) và T2K (gia nhập năm 2017). Chúng tôi ở Viện Vật lý là đại diện trong các thí nghiệm này cho các cơ quan tham gia của Việt Nam hiện bao gồm ICISE (Quy Nhơn), Đại học bách khoa Hà Nội, Đại học KHTN Hà Nội, Đại học Duy Tân.
Chúng tôi đã có những đóng góp đáng kể vào hoạt động và kết quả nghiên cứu của các thí nghiệm Belle-II và T2K tạo tiền đề tốt cho phát triển KHCN liên quan. Kể từ năm 2019 tới nay, chúng tôi cùng với các thí nghiệm này đã có trên dưới 100 công bố khoa học trên các tạp chí khoa học hàng đầu (tất cả đều là tạp chí SCIE, Q1 và tất cả có IF>3, hầu hết có IF>4), như Nature, Phys. Rev. Lett., Phys, Rev. D, JHEP, v.v....
Tuy nhiên, tầm quan trọng của việc tham gia các thí nghiệm không chỉ ở các công bố khoa học. Chúng tôi cũng đã có những đóng góp vào việc xây dựng và vận hành các thí nghiệm qua đó thu được những kiến thức và kinh nghiệm về khoa học, kỹ thuật và công nghệ có thể giúp ích cho sự phát triển KH-KT-CN ở nước ta. Tất cả những thành công nói trên thu được với kinh phí từ nhà nước (VHL) toàn bộ là 3,5 tỷ Đồng tính tới cuối năm 2025 (tổng cộng sẽ là 5 tỷ Đồng nếu tính tới cuối năm 2027). Đây là kinh phí còn bé để tham gia những HTQT lớn như Belle-II và T2K. Một phần đáng kể kinh phí được chi cho đóng phí thí nghiệm và công tác phí sang Nhật nên kinh phí còn lại dành cho công lao động và phát triển nhân lực là rất ít. Để tham gia thí nghiệm Hyper-K chúng tôi còn cần thêm kinh phí bổ sung.
Tác động của VLNLC: trong một số ngành khoa học cơ bản như toán học, vật lý tính toán, vật lý hạt nhân, vật lý thiên văn và vũ trụ học, và các lĩnh vực KHCN vật liệu, điện tử, thông tin-tính toán, v.v...
Ví dụ, VLNLC, sáng tạo nên World Wide Web (WWW), đi đầu (hiện nay chiếm khoảng 60%) hệ thống tính toán lưới (GRID) toàn cầu và cũng là lĩnh vực đi hàng đầu và từ rất sớm trong làm việc (tạo ra, lưu trữ và xử lý) với dữ liệu lớn (big data), trí tuệ nhân tạo (AI), v.v... VLNLC cũng có nhiều ảnh hưởng lên các lĩnh vực KHCN vật liệu (vật liệu từ, siêu dẫn), KHCN nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao (bao gồm plasma), áp suất thấp, v.v… |
