Cập nhật: Giải thưởng Nobel Vật lý năm nay đã được trao cho David J. Thouless (Đại học Washington), F. Duncan M. Haldane (Đại học Princeton) và J. Michael Kosterlitz của Đại học Brown vì những khám phá lý thuyết về chuyển đổi pha tôpô và các giai đoạn tôpô của vật chất. Một nửa giải thưởng được trao cho Thouless trong khi nửa còn lại được trao cho Haldane và Kosterlitz.
Giải thưởng Nobel về vật lý là một giải thưởng đáng thèm muốn. Hàng năm, giải thưởng được trao cho cá nhân được coi là có đóng góp lớn nhất cho lĩnh vực vật lý trong năm trước. Và năm nay, phát hiện đột phá về sóng hấp dẫn được dự đoán là trọng tâm chính.
Phát hiện này, được công bố vào ngày 11 tháng 2 năm 2016, đã được thực hiện nhờ vào sự phát triển của Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO). Do đó, dự kiến ba nhà khoa học chịu trách nhiệm cao nhất cho việc phát minh ra công nghệ sẽ nhận được giải thưởng Nobel cho công trình của họ. Tuy nhiên, có những người trong cộng đồng khoa học cảm thấy rằng một nhà khoa học khác - Barry Barish - cũng nên được công nhận.
Nhưng trước tiên, một số nền tảng là cần thiết để giúp đưa tất cả điều này vào quan điểm. Đối với người nhìn chằm chằm, sóng hấp dẫn là những gợn sóng trong độ cong của không thời gian được tạo ra bởi các tương tác hấp dẫn nhất định và lan truyền với tốc độ ánh sáng. Sự tồn tại của những con sóng như vậy đã được đặt ra từ cuối thế kỷ 19.
Tuy nhiên, mãi đến cuối thế kỷ 20, nhờ một phần lớn vào Einstein và lý thuyết tương đối tổng quát của ông, nghiên cứu sóng hấp dẫn đó đã bắt đầu nổi lên như một nhánh của thiên văn học. Từ những năm 1960, nhiều máy dò sóng hấp dẫn khác nhau đã được chế tạo, bao gồm đài quan sát LIGO.
Được thành lập như một dự án Caltech / MIT, LIGO được Ủy ban Khoa học Quốc gia (NSF) chính thức phê duyệt vào năm 1984. Một thập kỷ sau, việc xây dựng bắt đầu tại cơ sở hai địa điểm - tại Hanford, Washington và Livingston, Louisiana. Đến năm 2002, nó bắt đầu thu được dữ liệu và công việc bắt đầu cải thiện các máy dò ban đầu vào năm 2008 (được gọi là Dự án LIGO nâng cao).
Tín dụng cho việc tạo ra LIGO dành cho ba nhà khoa học, bao gồm Rainer Weiss, giáo sư danh dự vật lý tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT); Ronald Drever, một nhà vật lý thực nghiệm, từng là giáo sư danh dự tại Viện Công nghệ California và là giáo sư tại Đại học Glasgow; và Kip Thorne, Giáo sư Vật lý lý thuyết Feynman tại Caltech.
Vào năm 1967 và 68, Weiss và Thorne đã khởi xướng nỗ lực chế tạo máy dò nguyên mẫu và tạo ra công trình lý thuyết để chứng minh rằng sóng hấp dẫn có thể được phân tích thành công. Đến thập niên 1970, sử dụng các phương pháp khác nhau, Weiss và Denver đều thành công trong việc chế tạo máy dò. Trong những năm tới, cả ba người đàn ông vẫn là trụ cột và có ảnh hưởng, giúp biến thiên văn học hấp dẫn trở thành một lĩnh vực nghiên cứu hợp pháp.
Tuy nhiên, người ta đã lập luận rằng nếu không có Barish - một nhà vật lý hạt tại Caltech - thì phát hiện này sẽ không bao giờ được thực hiện. Sau khi trở thành Điều tra viên chính của LIGO năm 1994, ông đã kế thừa dự án vào thời điểm rất quan trọng. Nó đã bắt đầu tài trợ một thập kỷ trước đó, nhưng việc điều phối công việc của Wiess, Thorne và Drever (từ MIT, Caltech và Đại học Glasgow, tương ứng) tỏ ra khó khăn.
Như vậy, đã quyết định rằng cần một giám đốc duy nhất. Trong khoảng từ 1987 đến 1994, Rochus Vogt - giáo sư vật lý tại Caltech - được NSF bổ nhiệm để hoàn thành vai trò này. Trong khi Vogt đưa nhóm ban đầu lại với nhau và giúp xây dựng dự án được phê duyệt, anh ta tỏ ra khó khăn khi phải đối phó với sự quan liêu và ghi lại tiến trình nghiên cứu của mình.
Như vậy, từ năm 1989 đến năm 1994, LIGO đã không thể tiến bộ về mặt kỹ thuật và tổ chức và cũng gặp khó khăn trong việc mua tài trợ. Đến năm 1994, Caltech đã loại bỏ Vogt khỏi vị trí của mình và bổ nhiệm Barish vào vị trí giám đốc. Barish đã làm việc nhanh chóng, tạo ra những thay đổi quan trọng đối với cách quản lý LIGO, mở rộng nhóm nghiên cứu và phát triển một kế hoạch làm việc chi tiết cho NSF.
Barish cũng chịu trách nhiệm mở rộng LIGO vượt ra ngoài các ràng buộc của Caltech và MIT. Điều này ông đã thực hiện thông qua việc tạo ra Hợp tác khoa học LIGO (LSC) độc lập, cho phép tiếp cận với các nhà nghiên cứu và tổ chức bên ngoài. Đây là công cụ tạo ra các mối quan hệ đối tác quan trọng, bao gồm Hội đồng Cơ sở Khoa học và Công nghệ Vương quốc Anh, Hiệp hội Max Planck của Đức và Hội đồng Nghiên cứu Úc.
Đến năm 1999, việc xây dựng đã kết thúc trên các đài quan sát LIGO và đến năm 2002, họ bắt đầu lấy những mẩu dữ liệu đầu tiên của mình. Đến năm 2004, tài trợ và nền tảng đã được đặt ra cho giai đoạn phát triển LIGO tiếp theo, liên quan đến việc ngừng hoạt động nhiều năm trong khi các máy dò được thay thế bằng các phiên bản cải tiến LIGO của cải tiến.
Tất cả những điều này đã được thực hiện bởi Barish, người đã nghỉ hưu năm 2005 để đứng đầu các dự án khác. Nhờ những cải cách sâu rộng của mình, LIGO đã làm việc sau khi bắt đầu phá thai, bắt đầu sản xuất dữ liệu, tài trợ mua sắm, quan hệ đối tác quan trọng và hiện có hơn 1000 cộng tác viên trên toàn thế giới, nhờ chương trình LSC do anh thành lập.
Ít ai ngờ tại sao một số nhà khoa học nghĩ rằng giải thưởng Nobel nên được chia bốn chiều, trao giải cho ba nhà khoa học quan niệm về LIGO và một nhà khoa học đã thực hiện nó. Và như chính Barish đã được trích dẫn khi nói bởi Khoa học:
Tôi nghĩ rằng có một chút sự thật rằng LIGO sẽ không ở đây nếu tôi đã làm điều đó, vì vậy tôi không nghĩ rằng tôi đã không quan tâm. Nếu họ chờ đợi một năm và đưa nó cho ba anh chàng này, ít nhất thì tôi sẽ cảm thấy rằng họ đã nghĩ về điều đó, anh nói. Nếu họ quyết định [đưa nó cho họ] vào tháng 10 này, tôi sẽ có nhiều cảm giác tồi tệ hơn vì họ đã giành chiến thắng đã làm bài tập về nhà của họ.
Tuy nhiên, có lý do chính đáng để tin rằng giải thưởng cuối cùng sẽ bị chia ba cách, khiến Barish bị loại. Chẳng hạn, Weiss, Drever và Thorne đã được vinh danh ba lần trong năm nay vì công việc của họ trên LIGO. Điều này đã bao gồm Giải thưởng đột phá đặc biệt về Vật lý cơ bản, Giải thưởng vũ trụ học Gruber và Giải thưởng Kavli trong Vật lý thiên văn.
Hơn nữa, trong quá khứ, giải thưởng Nobel về vật lý có xu hướng được trao cho những người chịu trách nhiệm cho những đóng góp trí tuệ dẫn đến một bước đột phá lớn, thay vì cho những người làm công việc chân. Trong số sáu giải thưởng được ban hành (từ năm 2010 đến 2015), năm giải thưởng đã được trao cho việc phát triển các phương pháp thí nghiệm, nghiên cứu quan sát và khám phá lý thuyết.
Chỉ có một giải thưởng được trao cho một sự phát triển kỹ thuật. Đây là trường hợp vào năm 2014 khi giải thưởng được trao cho Isamu Akasaki, Hiroshi Amano và Shuji Nakamura vì đã phát minh ra các điốt phát sáng màu xanh hiệu quả, cho phép các nguồn ánh sáng trắng tiết kiệm năng lượng và tiết kiệm năng lượng.
Về cơ bản, giải thưởng Nobel là một vấn đề phức tạp. Hàng năm, nó được trao cho những người có đóng góp đáng kể cho khoa học, hoặc chịu trách nhiệm cho một bước đột phá lớn. Nhưng đóng góp và đột phá có lẽ là một chút tương đối. Người mà chúng ta chọn để tôn vinh, và cho những gì, cũng có thể được coi là một chỉ dẫn về những gì có giá trị nhất trong cộng đồng khoa học.
Cuối cùng, giải thưởng năm nay có thể phục vụ để làm nổi bật những đóng góp quan trọng không chỉ đòi hỏi sự phát triển của những ý tưởng và phương pháp mới, mà còn đưa chúng đến thành quả.
