Dự báo sự kiện khoa học nổi bật năm 2012

Năm 2012 có thể là năm của hàng loạt đột phá khoa học – lần đầu tiên các nhà nghiên cứu người Nga có kế hoạch thâm nhập vào hồ “Phương Đông” còn sót lại ở Nam cực, tàu thăm dò “Voyager” vượt ranh giới của Thái dương hệ, các nhà vật lý cố gắng tổng hợp nguyên tố 119 của bảng tuần hoàn Mendeleep và tìm ra được (hoặc kết luận là không có) hạt boson Higgs cũng như khởi động lò phản ứng nơtron lớn nhất thế giới…

Dưới đây là những sự kiện khoa học được mong đợi nhất trong năm 2012 theo đánh giá của trang Rian:

Năm 2012 sẽ là năm tàu Voyager vượt ra ngoài Thái dương hệ.

1. Mở chiếc “chai” một triệu năm tuổi

Vào những ngày đầu tháng giêng, các nhà thám hiểm Nga lại tiếp tục khoan sâu xuống chiếc hồ kỳ lạ gọi là hồ Phương Đông nằm sâu dưới tầng băng giá, bị cô lập với thế giới hàng triệu năm nay. Việc khoan bắt đầu từ ngày 5/2/2011 và còn phải khoan sâu từ 10 đến 50 mét nữa mới chạm đến mặt hồ.

Với tốc độ khoan 1,8 mét mỗi ngày đêm, có lẽ phải mất 2-3 tuần nữa, các nhà thám hiểm mới đạt đến mục tiêu. Với thành công này, họ sẽ phát hiện ra những dạng sống rất đặc biệt, hình thành trong bóng tối tuyệt đối, nhiệt độ rất thấp, áp suất rất cao và không có nguồn các chất hữu cơ nào từ bên ngoài.

Các nhà khoa học sẽ ngừng khoan ngay khi thấy nước vì dưới áp suất cao bị phun lên và lập tức đông cứng, làm tắc lỗ khoan. Họ sẽ thu lấy lượng nước mới đông mang về phân tích và chắc chắn sẽ khám phá ra những sinh vật rất kỳ lạ sống trong chiếc hồ có tuổi hàng triệu năm này.

2. Voyager vượt ranh giới Thái dương hệ

Con tàu thăm dò Voyager-1 vẫn đang du hành trong vùng ranh giới của Thái dương hệ và cuối cùng, năm 2012, nó sẽ “vượt biên” để đi vào khoảng không vũ trụ mang theo những dấu vết của nền văn minh của loài người.

Con tàu thăm dò Voyager-1 được phóng lên vào năm 1977 để nghiên cứu những hành tinh khổng lồ. Nó hoạt động liên tục và cho tới nay đã đi được một quãng đường cách Mặt trời 18 tỷ kilomet. Không những nó đi xuyên khoảng không gian giữa những hành tinh và vùng gọi là “heliomantia” – ranh giới của Thái dương hệ, mà qua cả những “đám bọt” xung quanh Mặt trời chứa đầy plasma do Mặt trời phát ra.

Hiện nay nó đang đi vào khu vực mà dòng những hạt tích điện từ các vì sao đang yếu đi, từ trường của Thái dương hệ đang tăng lên và những hạt năng lượng cao đang chuẩn bị “chạy trốn” vào khoảng không gian giữa những hành tinh.

3. Mở ra hay khép lại?

Các nhà vật lý tại Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN), làm việc trên máy gia tốc lớn LHC để chứng minh hoặc bác bỏ sự tồn tại của hạt boson Higgs, một hạt giả định để bảo đảm khối lượng cho những hạt cơ bản khác.

Hạt này là hạt cơ bản còn thiếu cuối cùng trong Vật lý lý thuyết và Mô hình chuẩn. Các nhà khoa học đã thu thập và phân tích những số liệu về sự va chạm của các proton trong LHC và thấy có hiện tượng dường như là sự sinh ra hoặc phân huỷ của một hạt lạ gọi là hạt boson Higgs. Muốn chứng minh được điều này cần khá nhiều thông tin về sự va chạm để hạt Higgs bắt đầu tách ra trên nền của những sự kiện thường gặp.

Tháng 12 vừa qua, các nhà khoa học thông báo đã “nhìn thấy” những đỉnh nghi ngờ là hạt Higgs đã lộ diện, nhưng chứng cớ vẫn chưa đủ. Để khẳng định cần phải thu được một lượng thông tin ít ra nhiều hơn tới 4 lần.

4. Bảng Mendeleep sẽ có một bước tiến mới

Các nhà vật lý Đức tại Trung tâm nghiên cứu ion nặng đã bắt tay vào thí nghiệm tổng hợp nguyên tố 119 trong bảng tuần hoàn Mendeleep. Nguyên tố nặng nhất hiện nay là nguyên tố 118 do Viện liên hợp nghiên cứu hạt nhân Nga tổng hợp được.

Nhóm các nhà nghiên cứu do Christoph Duellmann đứng đầu có ý định đi xa hơn bằng việc tổng hợp nguyên tố 119 trên máy UNILAC bằng tương tác giữa Titan-50 và Beckeley-249.

Trước đây, nhóm của Horst Stoecker và nhóm nói trên độc lập với nhau cùng tổng hợp nguyên tố 120 nhưng không thành công.

5. Kết thúc một dự án khoa học kéo dài nhất

Có lẽ năm 2012 sẽ hoàn thành dứt điểm Dự án lò phản ứng nơtron PIC (tên viết tắt của cụm từ “Cơ sở nghiên cứu chùm tia” bằng tiếng Nga) – một trong những thiết bị phản ứng lớn nhất, xây dựng lâu nhất và đắt nhất (tuy không phải đầu tư lớn nhất) của ngành Vật lý hạt nhân khởi công từ thời Liên Xô cũ. Ý tưởng cơ bản của dự án được hình thành từ những năm 1960 và thời đó là nguồn phát nơtron tốt nhất thế giới.

Nó sẽ được dùng như một chiêc kính siêu hiển vi, nhìn thấy đến tận chi tiết cấu trúc của vật liệu với quy mô nguyên tử. Nơtron sẽ cho phép nghiên cứu các phân tử sinh học và các vật liệu “trong suốt” đối với tia gamma và tia rơnghen, đồng thời có quan sát được động học của phân tử, quay phim ở quy mô cực nhỏ…

Việc xây dựng được tiến hành vào năm 1976, nhưng cũng như nhiều dự án khác trên thế giới, bị đình lại khi xảy ra thảm hoạ Chernobyl. Năm 1991 Dự án được điều chỉnh để cập nhật công nghệ song thực tế vẫn “đóng băng”.

Năm 2007, Chính phủ LB Nga quyết định khôi phục việc xây dựng nhưng tiến độ rất chậm. Dù sao thì năm 2012 cũng buộc phải hoàn thành.

6. Đường hầm cho laser

Năm ngoái người ta đã khoan xong hệ thống đường hầm nhiều kilomet cho thiết bị laser rơnghen điện tử tự do (roentgen free-electron laser, viết tắt XFEL) chung cho toàn châu Âu. Đó là dự án khoa học lớn nhất có sự tham gia tích cực của LB Nga.

Thiết bị cho phép các nhà nghiên cứu đi sâu hơn vào bí mật của vật chất: Trong thời gian thực nghiên cứu quá trình tạo thành và phân huỷ phân tử và ghi lại cực ký nhanh chóng sự chuyển pha trong vật liệu dưới tác dụng của xung bức xạ mạnh.

Về những thông số kỹ thuật laser sẽ vượt tất cả những thiết bị tương tự đã được xây dựng tại Mỹ và Nhật. Chiều dài của thiết bị là 3,4 kilomet nằm trên vùng lãnh thổ của Đức. Việc xây dựng hệ thống đường hầm được khởi công từ tháng 6/2010.

Kinh phí xây dựng laser lên tới 1 tỷ euro, trong đó Nga đóng góp 250 triệu euro.

7. Không chỉ là chiếc xe ngựa

Roskosmos và Cục vũ trụ châu Âu ESA từ tháng 2/2011 đã thoả thuận về sự tham gia của Nga trong chương trình ExoMars, là một chương trình nghiên cứu sao Hoả (nhưng vừa qua uy tín của Nga có vẻ bị giảm sút do thất bại của con tàu “Phobos-Grunt”).

Dự án hợp tác ExoMars vốn là dự án hợp tác giữa ESA và NASA, lúc đầu dự kiến sẽ thực thi vào năm 2016 với việc đưa một tàu thăm dò lên quỹ đạo sao Hoả và đặt lên bề mặt của hành tinh này một mođun đổ bộ. Năm 2018 sẽ đưa lên đó một xe tự hành. Song NASA thiếu kinh phí nên tuyên bố rút khỏi dự án này, đồng thời họ thông báo sẽ không sử dụng tên lửa Atlas của mình để phóng tàu nữa.

Do đó, ESA quay lại với Nga, đề nghị chính thức tham gia vào dự án với việc sử dụng tên lửa Proton của Nga. Người đứng đầu Roskosmos là Popovkin tuyên bố sự tham gia của LB Nga vào dự án phải hoàn toàn bình đẳng trong các chương trình khoa học chứ không phải chỉ là chuyện “cho thuê xe ngựa”.

8. Thử trái tim phụ trên con người

Các nhà y học Trung tâm ghép tạng và các cơ quan nhân tạo LB Nga trong năm 2012 sẽ thử nghiệm lâm sàng “trái tim phụ” nhân tạo trên cơ thể người. Đó là một chiếc bơm mini, cho phép những bệnh nhận đau tim nặng hồi phục sức khoẻ và chờ đời người cho tim.

Trước đó, các nhà y học đã thử nghiệm thành công trên súc vật: Một con bê dùng tim nhân tạo đã sống têm được 6 tháng nữa. Sau thời gian thử nghiệm người ta trả lại cho nó trái tim của chính mình và nó vẫn đang sống bình thường.

Hiện nay Nga đang phải mua những thiết bị như vậy từ nước ngoài, thường với giá 250.000 euro. Thiết bị tương tự của Nga rẻ hơn từ 2 đến 4 lần.

9. Giải mã 1.000 bộ gen

Những người tham gia dự án quốc tế “1.000 bộ gen” (The 1000 Genomes Project) năm 2012 sẽ trình bày kết quả giải mã bộ gen của trên 2.500 người thuộc 5 chủng tộc lớn trên thế giới. Đây là một dự án đầy tham vọng nếu nhớ rằng những bộ gen đầu tiên của người mới được giải mã 10 năm trước và ngay mới đây số lượng các bộ gen được giải mã đầy đủ chỉ mới là hàng chục.

Dự án “1000 bộ gen” bắt đầu vào năm 2008. Mục dích chính của nó là phát hiện và mô tả trên 95% thông số di truyền, gặp ở người với tần suất trên 1%. Dự án thu hút nhiều cơ quan nghiên cứu ở Mỹ, Anh, Đan Mạch, Đức, Phần Lan,Trung Quốc, Hàn Quốc, Pháp và Thuỵ Sĩ. Nga không tham gia.

Bảng catalô có hệ thống về sự biến đổi di truyền cung cấp cho các nhà khoa học cơ sở để nghiên cứu môi quan hệ giữa gen và nguy cơ mắc bệnh của một người cụ thể. Có thể nói, điều đó sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong di truyền học và y học.

10. “Anh em sinh đôi” bắt đầu nghiên cứu Mặt trăng

Hai “anh em sinh đôi” của một con tàu mới mang tên GRAIL trong những ngày đầu năm đã lên đường lên Mặt trăng bắt đầu chương trình nghiên cứu, chủ yếu để lập ra tấm bản đồ trọng lực của vệ tinh này.

Con tàu thăm dò GRAIL được NASA phóng ngày 10/9 đến Mặt trăng bằng một con đường phức tạp trong thời gian là 3 tháng rưỡi. Hai thiết bị sẽ bay cùng nhau trong 82 ngày ở độ cao chừng 55 km theo một quỹ đạo phân cực xung quanh Mặt trăng. Việc xác định khoảng cách giữa “hai anh em sinh đôi” sẽ thay đổi theo mức độ khi chúng bay qua những điểm bất thường về trọng lực, từ đó các nhà khoa học vẽ nên tấm bản đồ về trọng lực của Mặt trăng để hình thành giả thuyết về cấu tạo ở bên trong Mặt trăng

Hai anh em sinh đôi GRAIL ngoài nhiệm vụ nghiên cứu còn có mục đích giáo dục: Các em học sinh trên toàn thế giới nhờ camera trên tàu thăm dò, có thể chụp bất cứ vị trí nào mình ưa thích trên Mặt trăng.