2 nhà khoa học Việt với kỳ tích về vật lý lượng tử

Từ những tiên đoán

Thầy trò GS Đàm Thanh Sơn (trái) và TS Nguyễn Xuân Dũng trao đổi tại Trung tâm ICISE, thung lũng Quy Hòa, Gia Lai (ẢNH: XUÂN HUYÊN)

Kết quả thực nghiệm của nhóm GS Lingjie Du vừa được công bố trên Tạp chí Nature Physics (tạp chí uy tín hàng đầu thế giới về Vật lý) vào tháng 6-2026. Công trình cung cấp bằng chứng thực nghiệm trực tiếp cho chuỗi tiên đoán lý thuyết được nhiều nhóm nghiên cứu phát triển hơn một thập niên, trong đó những đóng góp của GS Đàm Thanh Sơn và TS Nguyễn Xuân Dũng giữ vai trò then chốt.

Lật lại lịch sử, năm 2011, GS Duncan Haldane (Mỹ, đoạt Giải Nobel Vật lý 2016) lần đầu đề xuất ý tưởng về các dao động mang tính chất tương tự graviton trong hệ Hall lượng tử phân số. Từ nền tảng đó, nhiều nhóm nghiên cứu tiếp tục hoàn thiện khung lý thuyết.

Năm 2013, GS Đàm Thanh Sơn, TS Nguyễn Xuân Dũng cùng những cộng sự quốc tế đã chỉ ra những tín hiệu này có thể được phát hiện bằng ánh sáng phân cực tròn (công bố năm 2016), mở đường cho các thí nghiệm sau đó. Đến năm 2017 và 2019, nhiều nhóm nghiên cứu tiếp tục làm rõ bản chất của "graviton chiral" (một dạng dao động lượng tử có hướng quay xác định) và đề xuất phương pháp kiểm chứng bằng thực nghiệm.

Bước ngoặt đến vào năm 2021, khi GS Đàm Thanh Sơn, TS Nguyễn Xuân Dũng công bố bài báo nghiên cứu, trong đó xây dựng cơ sở lý thuyết cho phương pháp đo bằng tán xạ ánh sáng phân cực tròn và tiên đoán sự tồn tại của “graviton năng lượng cao” cùng các đặc tính cụ thể. Chính phương pháp đo và tiên đoán này là tiền đề để nhóm của GS Lingjie Du thiết kế thí nghiệm và sau đó xác nhận bằng thực nghiệm.

Manh mối về hạt hấp dẫn lượng tử

5 năm sau khi công trình lý thuyết của GS Đàm Thanh Sơn, TS Nguyễn Xuân Dũng được công bố, nhóm của GS Lingjie Du đã xác nhận gần như trọn vẹn những tiên đoán bằng kỹ thuật tán xạ ánh sáng phi đàn hồi cộng hưởng phân cực tròn (CP-RILS).

Kết quả thực nghiệm phù hợp với lý thuyết của 2 nhà Vật lý gốc Việt ở 4 đặc điểm quan trọng, trong đó xác tín về sự tồn tại của "graviton năng lượng cao"... Qua thí nghiệm, không một tính chất nào lệch khỏi khung lý thuyết, ngay cả phép đo cũng dựa vào tính toán của thầy trò TS Nguyễn Xuân Dũng đề xuất năm 2021.

Theo giới chuyên môn, đây là trường hợp hiếm hoi trên thế giới, khi một tiên đoán thuần lý thuyết được thực nghiệm kiểm chứng gần như đầy đủ chỉ sau 5 năm. Thành quả khép lại hành trình hơn 1 thập niên, từ ý tưởng ban đầu của GS Duncan Haldane.

Công trình mở ra phương pháp mới để khảo sát cấu trúc nội tại của vật chất lượng tử tương quan mạnh thông qua “graviton chiral”, tạo thêm nền tảng để khám phá các pha lượng tử mới, phát triển vật liệu lượng tử, công nghệ lượng tử và máy tính lượng tử tô-pô trong tương lai.

Theo TS Nguyễn Xuân Dũng, thành quả này là kết tinh của nhiều năm hợp tác giữa các nhóm nghiên cứu quốc tế. Công trình đóng góp quan trọng cho khoa học cơ bản, giúp hiểu rõ hơn về hạt hấp dẫn lượng tử graviton. Bước đầu, mô hình lý thuyết đã được kiểm chứng chính xác qua thực nghiệm, chứng minh sự tồn tại của hạt graviton, đồng thời đã đo được các tính chất của nó.

TS Trần Thanh Sơn, Phó Giám đốc Trung tâm ICISE, chia sẻ, trong lịch sử khoa học, nhiều tiên đoán lý thuyết phải mất hàng chục, thậm chí trăm năm, mới được thực nghiệm kiểm chứng. Năm 1916, Albert Einstein tiên đoán sự tồn tại của sóng hấp dẫn nhưng phải đến năm 2015, đài quan sát LIGO mới ghi nhận tín hiệu đầu tiên.

Tương tự, hạt boson Higgs (hạt của Chúa) được tiên đoán năm 1964, nhưng phải mất gần 50 năm sau mới được thực nghiệm tại Tổ chức Nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN) và mang về Giải Nobel 2013.