Nhiệm vụ HTQT về KHCN theo Nghị định thư với Cộng hòa Pháp: "Nghiên cứu vật lý các hạt nhân không bền trong phạm vi phòng thí nghiệm liên hợp Việt – Pháp LIA”

        Trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản về vật lý hạt nhân, vật lý hạt, vật lý hạt nhân thiên văn, Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân (KH&KTHN) đã trở thành một đối tác quan trọng của một số Trường đại học và Viện nghiên cứu của Cộng hòa Pháp trong hơn 10 năm qua. Vì vậy, khi Dự án xây dựng phòng thí nghiệm liên hợp quốc tế Việt – Pháp (LIA) ra đời, phía Pháp đã đề nghị chọn Viện KH&KTHN làm đối tác chính của phía Việt Nam. Sau khi LIA được ký chính thức giữa Pháp và Bộ Khoa học và Công nghệ vào tháng 9/2010, các hoạt động Hợp tác quốc tế về Khoa học công nghệ và đào tạo với sự hỗ trợ kinh phí của Pháp đã được triển khai từ năm 2011. Phía Việt Nam cũng đã hỗ trợ một phần kinh phí cho chương trình này thông qua nhiệm vụ HTQT về KHCN theo Nghị định thư với Cộng hòa Pháp: “Nghiên cứu vật lý các hạt nhân không bền trong phạm vi phòng thí nghiệm liên hợp Việt – Pháp LIA” do ThS. Lê Xuân Chung làm chủ nhiệm và Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân là đơn vị chủ trì. Nhiệm vụ này được thực hiện từ 1/2012 đến 6/2015 với tổng kinh phí là 2,5 tỷ đồng. Nhiệm vụ có các mục tiêu cơ bản là triển khai rộng rãi các hoạt động hợp tác Việt – Pháp trong nghiên cứu khoa học và đào tạo nhân lực cán bộ cho Viện KHKTHN; Xây dựng được một tập thể nghiên cứu xuất sắc trong lĩnh vực VLHN tại Viện KHKTHN với trình độ nghiên cứu khoa học ở mức quốc tế. Tranh thủ được việc hợp tác nghiên cứu với Pháp, các thành viên trong nhóm nghiên cứu của Việt Nam tiếp thu được những kỹ năng tính toán, phân tích số liệu thực nghiệm, kỹ thuật ghi đo bức xạ… mới nhất của Vật lý hạt nhân (thực nghiệm và lý thuyết). Sau hơn 2 năm triển khai thực hiện, nhiệm vụ đã hoàn thành tốt các nội dung đề ra. Số bài báo quốc tế của nhiệm vụ đã vượt mức đăng ký, đã có 07 bài báo đăng trên tạp chí quốc tế và 03 bài báo đăng trên tạp chí quốc gia. Nhiệm vụ cũng đã hỗ trợ đào tạo 01 thạc sỹ và 06 nghiên cứu sinh, trong đó 01 nghiên cứu sinh và 01 thạc sỹ đã bảo vệ thành công. Tuy nhiên, trong quá trình triển khai thực hiện, nhiệm vụ cũng đã gặp không ít khó khăn liên quan đến các thủ tục hành chính và đã phải nhiều lần xin điều chỉnh nội dung và kinh phí, đặc biệt là các nội dung liên quan đến đoàn ra sang Pháp và sang Nhật Bản. Với sự cố gắng, nỗ lực phấn đấu của nhóm thực hiện nhiệm vụ, các kết quả đã đạt được sẽ là các đóng góp quan trọng vào kho dữ liệu quốc gia và quốc tế về các vấn đề của khoa học Vật lý hạt nhân. Các kết quả của nhiệm vụ được đánh giá có độ tin cậy cao có tính mới mẻ và giải quyết được một số vấn đề khoa học còn tồn tại của Vật lý hạt nhân như:

- Nhóm tác giả đã mô tả tốt tiết diện phản ứng (3He, t) và chỉ ra mối liên hệ giữa bề dày lớp da nơtron của hạt nhân 208Pb và thành phần phụ thuộc spin đồng vị của thế quang học hạt nhân. Phân tích cho thấy, bề dày của lớp da nơtron trong khoảng 0.15 đến 0.22 fm, phù hợp với các kết quả công bố trước đó.

- Số liệu tán xạ tiết diện đàn hồi của 6,8He+p ở năng lượng xấp xỉ 700 MeV/u đo tại GSI Darmstadt được mô tả thành công theo phương pháp Glauber. Thông qua phân tích, kích thước và phân bố mật độ vật chất của các hạt nhân này được xác định và khẳng định rằng chúng có cấu trúc halo.

- Số liệu tán xạ đàn hồi αα ở năng lượng dưới ngưỡng phản ứng 34,7 MeV đã được phân tích theo mô hình mẫu folding sử dụng phiên bản tương tác M3Y phụ thuộc mật độ và mật độ thực của ⁴He. Kết quả phân tích cho phép giải thích sự không nhất quán củamô hình double-folding trong nghiên cứu tán xạ đàn hồi αα và α-hạt nhân ở năng lượng thấp sử dụng cùng loại tương tác M3Y phụ thuộc mật độ. 

- Nghiên cứu các giai đoạn chuyển tiếp pha hình học Lifshitz một cách hệ thống theo mô hình hiệu dụng Sắc động học lượng tử (QCD), trong đó đối xứng chiral bị phá vỡ ở nhiệt độ bằng không, không được khôi phục ở mức nhiệt độ cao hoặc với thế hóa học baryon. Các sơ đồ pha Lifshitz trong mặt phẳng của nhiệt độ và thế hóa học baryon được thiết lập, và xác định những tính chất tới hạn của phương trình trạng thái khác nhau.

- Nghiên cứu tính chất của hệ vật lý trong đó đối xứng bị phá vỡ tại nhiệt độ thấp sẽ phục hồi khi nhiệt độ cao được tiến hành. Kết quả hệ được xác định đó là hệ khí nguyên tử Rb một thành phần với đối xứng U(1)

- Năng lượng các trạng thái 2⁺ và 4⁺ của ⁶⁶Cr và ^70,72Fe lần đầu tiên được ghi nhận thông qua phản ứng (p, 2p) với năng lượng hạt tới là 260 MeV/u tại RIKEN. Các số liệu mới này cung cấp thêm vào hệ thống số liệu nhằm nghiên cứu sự tiến hóa của lớp vỏ trong vùng hạt nhân có N≥38 và N≥40. Tính toán từ mẫu vỏ chỉ ra có sự mở rộng trong “Vùng nghịch đảo” tại N=40 về các đồng vị giàu nơtrron. Ngoài ra, kết quả phân tích ban đầu trên số liệu của ⁶⁸Fe cho thấy quan sát được 4 đỉnh kích thích. Trong đó, 2 trạng thái 0+ và 2+ được khẳng định tại 517(7) và 868(9) keV, 2 đỉnh gamma với năng lượng 1075(10) và 1300(16) (keV) lần đầu tiên được quan sát. Kết quả này sẽ được tổng hợp và công bố trong tương lai gần.

- Số liệu đo bởi detector BEDO thuộc ALTO tại viện VLHN Orsay cho phép nghiên cứu cấu trúc của các hạt nhân lân cận ⁷⁸Ni thông qua phổ phân rã β và βn của ⁸⁴Ga. Kết quả thu được đã cải thiện sơ đồ mức của ^83,84Ga hơn so với các hiểu biết tại thời điểm hiện tại.

- Cấu trúc nằm thấp và hình thành từ hệ quả lực tensor của ⁸²As cũng được nghiên cứu thông qua thí nghiệm đo phân rã β với cùng hệ đo đạc tại viện VLHN Orsay. Kết quả phân tích cho thấy sự tồn tại của rất nhiều trạng thái spin nằm thấp với chẵn lẻ âm là do các trạng thái bị phá vỡ trên mức vỏ đóng N=50. Sự gia tăng các trạng thái nằm thấp 1⁺ của hạt nhân từ ⁸²As đến ⁸⁰Ga và sự phân mảnh Gamow-Teller có thể giải thích khi tính đến tương quan tensor cùng với kích thích 2p-2h.

- Tán xạ nucleon trên các hạt nhân có hai lần lớp vỏ đóng ¹⁶O và ²⁰⁸Pb tại năng lượng dưới 50 MeV được mô tả trong khuôn khổ phương pháp tự phù hợp kết hợp giữa hạt và dao động với tương tác hiệu dụng Skyrme. Thế quang học nucleon-hạt nhân được tính toán và giải bằng code chuẩn cho thế quang học là DWBA98. Phân bố góc đàn hồi nucleon-hạt nhân theo tính toán phù hợp với các số liệu thực nghiệm.

- Mô tả thành công biến dạng bát cực của trạng thái biến dạng thường và siêu biến dạng của hạt nhân ¹⁹⁴Pb sử dụng xấp xỉ bảo toàn số hạt HTDA.

        Trung tâm Vật lý hạt nhân thuộc Viện KH&KTHN, đơn vị trực tiếp thực hiện nhiệm vụ, là một đơn vị có năng lực cao của Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam về lĩnh vực nghiên cứu cơ bản. Thông qua nhiệm vụ này, Trung tâm một lần nữa khẳng định vị thế quan trọng của mình trong việc triển khai các nhiệm vụ nghiên cứu và đào tạo nhân lực cho hướng nghiên cứu cơ bản về Vật lý hạt nhân, vật lý tia vũ trụ và năng lượng hạt nhân. Đặc biệt, với các công trình công bố trên các tạp chí chuyên ngành quốc tế có uy tín cao nhất về lĩnh vực này, Trung tâm Vật lý hạt nhân nói riêng và Viện KH&KTHN nói chung đã chứng minh được trình độ nghiên cứu tiếp cận quốc tế, có sự cộng tác mạnh mẽ với cộng đồng Vật lý hạt nhân trong và ngoài nước. Tuy nhiên, để thực sự trưởng thành và lớn mạnh như một trung tâm nghiên cứu xuất sắc mang tầm cỡ quốc gia, quốc tế, các hướng nghiên cứu này cần được triển khai tích cực và đẩy mạnh hơn nữa trong thời gian sắp tới. Điều này phụ thuộc rất nhiều vào chiến lược đầu tư khoa học lâu dài cũng như sự nỗ lực của nhóm nghiên cứu.

Lê Xuân Chung, TT Vật lý hạt nhân

Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân