Nhà vật lý Phạm Lê Hà Thu (Joni Phạm) trong phòng điều khiển thí nghiệm ATLAS tại CERN. Ảnh: CERN.

Một vụ va chạm hạt diễn ra trong thời gian cực ngắn, nhưng dấu vết nó để lại chỉ có giá trị khoa học khi máy dò hoạt động ổn định và dữ liệu đủ tin cậy để phân tích. Với ATLAS, bài toán còn lớn hơn bởi các va chạm tại Máy Gia tốc Hadron Lớn tạo ra một dòng dữ liệu khổng lồ; hệ thống kích hoạt phải sàng lọc sự kiện trước khi dữ liệu tiếp tục đi vào chuỗi tính toán. ATLAS dài 46 m, cao và rộng 25 m, nặng khoảng 7.000 tấn, nằm trong một hang ngầm khoảng 100 m dưới mặt đất.

Trong môi trường ấy, nghiên cứu sinh tiến sĩ Phạm Lê Hà Thu, thường dùng tên Joni Phạm, đang theo đuổi vật lý hạt thực nghiệm. Hồ sơ của ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics hiện xếp cô là nghiên cứu sinh tiến sĩ Đại học Melbourne, làm việc tại CERN ở Geneva; University of Melbourne cũng liệt kê Thu (Joni) Pham trong hệ thống nhân sự. TTXVN tháng 2/2025 xác nhận đầy đủ tên tiếng Việt là Phạm Lê Hà Thu và trạng thái nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Melbourne.

Ca trực cũng là một phần của nghiên cứu

CERN mô tả công việc của Hà Thu năm 2024 gồm hai phần khá rõ: phân tích dữ liệu các va chạm ion nặng tại ATLAS và tham gia vận hành máy dò. Cô bắt đầu làm các ca trực kiểm soát vận hành, sau đó đảm nhiệm vai trò trưởng ca. Chi tiết này đáng chú ý bởi nó cho thấy công việc trong một thí nghiệm vật lý quy mô lớn không tách rời giữa “người nghiên cứu dữ liệu” và hệ thống tạo ra dữ liệu.

Máy dò chỉ là điểm đầu của một chuỗi rất dài. Sáu hệ thống con của ATLAS ghi lại quỹ đạo, động lượng và năng lượng của các hạt sinh ra sau va chạm; hệ thống thu nhận dữ liệu và tính toán tiếp tục chọn lọc, xử lý những sự kiện được lưu lại. Bởi vậy, vận hành đúng và kiểm soát chất lượng dữ liệu không phải công việc bên lề: nếu dữ liệu đầu vào có vấn đề, những phép phân tích phía sau cũng mất nền tảng.

Phạm Lê Hà Thu đứng thứ năm từ trái sang trong ảnh giới thiệu chín nữ nhà khoa học làm việc tại CERN năm 2024. Ảnh: CERN.

Cách mô tả vai trò cũng cần giữ đúng giới hạn. ATLAS là một cộng tác khoa học rất lớn và các công bố có thể mang tên hàng nghìn thành viên; sự xuất hiện của một nhà nghiên cứu trong danh sách cộng tác không đủ để quy một phát hiện của ATLAS cho cá nhân đó. Với Hà Thu, những phần việc có thể xác nhận trực tiếp là phân tích dữ liệu, tham gia vận hành máy dò và đảm nhiệm ca trực ATLAS.

Trọng tâm nghiên cứu không đứng yên

Hồ sơ CERN năm 2024 cho biết Hà Thu tập trung chủ yếu vào dữ liệu va chạm ion nặng. Trong khi đó, trang chuyên môn hiện tại do cô duy trì ghi hướng nghiên cứu tập trung vào các boson W và Z — những hạt gắn với tương tác yếu trong Mô hình Chuẩn. Hai thông tin ở hai thời điểm không nên ghép thành một “công trình duy nhất”; chúng phản ánh các lát cắt khác nhau trong quá trình nghiên cứu của một nhà vật lý làm việc trong cộng tác lớn.

Điểm nhất quán nằm ở phương pháp: khai thác dấu vết mà máy dò ghi nhận để kiểm tra các quá trình vật lý ở thang hạt cơ bản. Đây là kiểu nghiên cứu ít tạo ra hình ảnh trực quan như kính thiên văn nhìn một thiên hà, nhưng cũng bắt đầu từ dữ liệu và câu hỏi làm thế nào tách tín hiệu vật lý đáng quan tâm khỏi lượng thông tin rất lớn mà thiết bị thu được.

Ở những hướng nghiên cứu khác, các nhà khoa học Việt Nam cũng đang tìm cách “đọc” những tín hiệu mà mắt người không thể trực tiếp nhìn thấy. PGS.TS Nguyễn Quỳnh Lan nghiên cứu sóng hấp dẫn để khảo sát các hiện tượng thiên văn cực đoan, còn TS Nguyễn Thị Phương phân tích dữ liệu ALMA để nghiên cứu cấu trúc hóa học của đĩa tiền hành tinh. Hà Thu đi vào một thang kích thước khác: dấu vết của các hạt được sinh ra trong va chạm năng lượng cao. Hồ sơ chính thức hiện xác nhận PGS.TS Nguyễn Quỳnh Lan công tác tại Viện Nghiên cứu Tiên tiến Phenikaa; TS Nguyễn Thị Phương là nghiên cứu viên thuộc Trung tâm Vật lý Thiên văn và Khám phá vũ trụ, Trung tâm Vũ trụ Việt Nam.

Bên trong máy dò ATLAS tại CERN. Thiết bị có kích thước dài 46 m, cao 25 m và nặng khoảng 7.000 tấn. Ảnh: Claudia Marcelloni/CERN.

Đưa phòng điều khiển ra ngoài phòng thí nghiệm

Một phần khác trong công việc của Hà Thu là truyền thông và giáo dục khoa học. Năm 2023, ATLAS giới thiệu cô là nghiên cứu sinh Đại học Melbourne đang làm việc tại CERN và trực tiếp hướng dẫn một chuyến tham quan trực tuyến cho sinh viên vật lý. Đến hội nghị CHEP 2024, cô là diễn giả của báo cáo về chương trình tham quan trực tuyến ATLAS và cách chương trình này mở rộng khả năng tiếp cận phòng thí nghiệm cho công chúng.

Hoạt động này không chỉ dừng ở việc dẫn khách tham quan. Một tài liệu CERN năm 2025 về podcast Early Morning Coffee at CERN ghi Hà Thu trong vai trò đồng sáng lập. Việc một nhà nghiên cứu vừa làm việc với dữ liệu và vận hành thí nghiệm, vừa tham gia diễn giải khoa học cho người ngoài chuyên ngành tạo ra một vòng nối khá rõ: thứ diễn ra trên màn hình của phòng điều khiển phải được chuyển thành một câu chuyện mà sinh viên hoặc công chúng có thể hiểu mà không làm sai bản chất khoa học.

Ở đây, giá trị của một gương mặt trẻ không nằm đơn giản ở việc “được làm việc tại CERN”. Điều đáng quan tâm hơn là những lớp công việc phía sau cái tên CERN: theo dõi máy dò, chịu trách nhiệm trong ca vận hành, xử lý dữ liệu, thay đổi câu hỏi nghiên cứu theo từng giai đoạn và học cách giải thích một ngành khoa học rất khó cho người ngoài lĩnh vực.

Đó cũng là điểm phân biệt giữa hình ảnh một cá nhân đứng cạnh một thiết bị khoa học nổi tiếng và năng lực chuyên môn thực sự. Với Phạm Lê Hà Thu, các nguồn sơ cấp hiện có cho phép nhìn thấy khá rõ phần việc ấy — nhưng chưa cung cấp căn cứ để gắn riêng cho cô một “phát hiện của ATLAS”. Giữ đúng ranh giới đó khiến chân dung của nhà nghiên cứu trẻ ít hào nhoáng hơn, nhưng chính xác hơn với cách khoa học lớn đang vận hành.

ATLAS lớn đến đâu?

 Máy dò ATLAS dài 46 m, cao và rộng 25 m, nặng khoảng 7.000 tấn và nằm trong hang ngầm khoảng 100 m dưới mặt đất. Sáu hệ thống dò xếp thành nhiều lớp quanh điểm va chạm ghi quỹ đạo, động lượng và năng lượng của các hạt; hệ thống kích hoạt và thu nhận dữ liệu tiếp tục lựa chọn những sự kiện cần lưu để phân tích.