Simon van der Meer, người cùng nhận Giải Nobel Vật lí năm 1984 với Carlo Rubbia, vừa qua đời hôm 4 tháng 3, thọ 85 tuổi. Cặp đôi trên được trao giải cho vai trò của họ trong việc khám phá ra các boson W và Z – những hạt mang lực yếu – tại Super Proton Synchrotron (SPS) và tại phòng thí nghiệm vật lí hạt CERN ở Geneva. Van der Meer đi tiên phong trong kĩ thuật “làm mát ngẫu nhiên”, giúp đảm bảo có đủ số phản proton đi vào máy va chạm để cho hạt W và Z được phát hiện.
Van der Meer sinh ngày 24 tháng 11 năm 1925 tại Hague, Hà Lan. Ông học vật lí kĩ thuật tại trường Đại học Công nghệ ở Delft. Tốt nghiệp năm 1952, sau đó ông gia nhập Phòng nghiên cứu Philips ở Eindhoven, phát triển thiết bị cao áp và linh kiện điện tử cho kính hiển vi điện tử. Ông đến làm việc ở CERN vào năm 1956, và trải qua phần lớn sự nghiệp của ông ở đó trước khi nghỉ hưu vào năm 1990.
Simon van der Meer (phải) và Carlo Rubbia tại CERN.
Làm việc dưới sự lãnh đạo của John Adams – tổng giám đốc tương lai của CERN – Van der Meer đã khẳng định tên tuổi của ông vào đầu những năm 1960 khi ông phát triển một dụng cụ gọi là “sừng bò” có thể làm tăng cường độ của chùm neutrino. Những dụng cụ này vẫn được sử dụng ngày nay vì chúng cho phép những chùm neutrino hội tụ xuyên qua Trái đất đi xa hàng trăm kilo mét đến những máy dò hạt khổng lồ, cực nhạy, đặt dưới lòng đất. Sau đó, Van der Meer tham gia nghiên cứu một thí nghiệm tại CERN nhằm phát triển moment từ dị thường của muon, cái đưa ông đến với các nguyên lí thiết kế máy gia tốc.
Năm 1967, Van der Meer bắt đầu phát triển các nam châm mạnh dành cho các máy gia tốc của CERN, trong đó có SPS và Intersecting Storage Rings (ISR). Trong lúc nghiên cứu về ISR, Van der Meer đã phát triển ý tưởng làm lạnh ngẫu nhiên để tăng cường độ của chùm proton của máy va chạm. Mặc dù kĩ thuật trên không được sử dụng trên ISR, nhưng nó đã được đưa vào kiểm tra trên Thí nghiệm Làm lạnh Khởi phát do Rubbia và những người khác theo đuổi vào năm 1976 nhằm sử dụng nó trên SPS. Sau đó, Van der Meer tham gia dự án SPS. Ông đã giúp chỉ đạo dự án Máy thu gom Phản proton, thiết bị sử dụng sự làm lạnh ngẫu nhiên để thu gom đủ số phản proton dùng cho máy va chạm.
Kĩ thuật trên sử dụng các điện cực nhạy để thu gom những tin hiệu điện từ nhỏ “ngẫu nhiên” ghi nhận điều kiện trung bình của một chùm hạt, thí dụ như mật độ của nó. Những tín hiệu ngẫu nhiên này – và vì thế, các tính chất của bản thân chùm hạt – khi đó có thể điều khiển được bằng cách sử dụng “bộ đẩy” cao tần phát ra điện trường và từ trường biến thiên nhanh. Vì thế, kĩ thuật trên có thể thu nhỏ kích cỡ của một chùm hạt trong cả ba chiều không gian, nhờ đó làm tăng tốc độ va chạm. Người ta nói chùm hạt đó “lạnh đi” vì các hạt chiếm giữ một thể tích nhỏ hơn, giống hệt như các phân tử khí ở trong một khí cầu bị làm lạnh.
Các nhà nghiên cứu tại SPS cuối cùng đã khám phá ra boson W và Z trong một lần chạy thực nghiệm bắt đầu vào cuối năm 1982 và tiếp tục sang tháng 1 năm 1983. Van der Meer còn đề xuất một phương pháp gọi là “trích xuất ngẫu nhiên” đã được sử dụng tại CERN trên Vòng Phản proton Năng lượng thấp (LEAR) và trên cỗ máy kế tục của nó – Máy giảm tốc Phản proton (AD). Các nhà vật lí nghiên cứu trong dự án hợp tác ASACUSA mới đây đã sử dụng AD để tạo ra một chùm nguyên tử phản hydrogen thíc họp cho nghiên cứu quang phổ học, nhờ đó mà đội đã giành giải thưởng Đột phá của Năm của tạp chí Physics World của Mĩ.
Trong một bài phát biểu, ông chủ CERN hiện nay, Rolf-Dieter Heuer, và giám đốc các máy gia tốc thuộc phòng thí nghiệm trên, Steve Myers, đã mô tả Van der Meer là “nhân vật lớn đích thực của nền vật lí hạt hiện đại, một nhân vật quan trọng có những đóng góp cho ngành khoa học máy gia tốc vẫn hết sức thiết yếu cho sự hoạt động của các máy gia tốc hạt như LHC hiện nay”. Ông là một nhà sáng chế đại tài, luôn đương đầu với những vấn đề hóc búa, ông hiếm khi xuất hiện trước khi ông đã có trong tay lời giải của mình. Kĩ thuật làm lạnh ngẫu nhiên là phát minh tiêu biểu của Simon van der Meer: thoạt nhìn thì hết sức đơn giản, nhưng đối với những ai thật sự hiểu rõ máy gia tốc hạt, thì nó chẳng gì hơn là một “cú sút” trí tuệ của một thiên tài.
Phát biểu với physicsworld.com, Rubbia tán dương Van der Meer, gọi ông là “một trong những người xuất sắc nhất” mà ông ta từng gặp gỡ. “Ông có thể làm cho mọi người cảm thấy thoải mái bởi sự trong sáng của suy nghĩ và lòng tốt bụng tột bực của mình”, Rubbia nói. “Các ý tưởng của ông cực kì căn bản và ông có thể làm cho mọi người hiểu được chúng”.
Rubbia lần đầu tiên làm việc cùng với Van der Meer tại CERN Proton Synchrotron (PS), nơi ông đã phát minh ra sừng neutrino. “Lúc đó, chúng tôi cùng làm việc tại ISR, nơi ông phát triển một phương pháp rất khéo léo để xác định độ rọi chùm hạt và phát minh ra sự làm lạnh ngẫu nhiên, kĩ thuật mở ra cơ hội lí tưởng cho các va chạm proton-phản proton. Có thể sánh ngang với năng lực xuất chúng của ông là sự khiêm tốn đến mức huyền thoại của ông. Được nhận giải Nobel chung với ông là một vinh dự lớn đối với tôi”.
Theo physicsworld.com
