Giải thưởng Kavli 2026: Hồn ma Thiên hà, Vũ điệu Lượng tử và Protein tái cấu trúc Não bộ

Giải thưởng Vật lý thiên văn năm 2026 đã thuộc về ba nhà khảo cổ học thiên hà. Họ đã dày công tái tạo lại quá trình phát triển đầy biến động của Dải Ngân hà. Đột phá của họ là chỉ ra rằng thiên hà quê hương của chúng ta không hình thành trong cô lập yên tĩnh, mà lớn lên bằng cách "nuốt chửng" các thiên hà vệ tinh nhỏ hơn trong hàng tỷ năm, để lại một kho tàng hóa thạch khổng lồ về những vụ va chạm cổ xưa .

Sử dụng các phép đo chính xác về vị trí, chuyển động và dấu vân tay hóa học của hàng triệu ngôi sao—phần lớn từ vệ tinh Gaia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu—nhóm nghiên cứu đã xác định được các dòng sao riêng biệt. Những dòng sao này là tàn dư bị kéo giãn và tan rã từ từ của các thiên hà lùn bị lực hấp dẫn của Dải Ngân hà xé toạc . Bằng cách lần theo những dòng chảy này trên bầu trời, họ đã lập bản đồ sự phân bố vật chất tối của thiên hà, sử dụng các dòng sao như những máy dò lực hấp dẫn cực nhạy . Công trình này đã biến các dòng sao thành một công cụ để cân và vẽ bản đồ quầng vật chất tối vô hình bao bọc thiên hà của chúng ta .

Theo thông báo chính thức, những người đoạt giải đại diện cho chín quốc tịch khác nhau trên ba châu lục .

Khoa học nano: Phép thuật của một góc xoắn nhỏ

Người đoạt giải: Eva Y. Andrei (Đại học Rutgers, Mỹ), Pablo Jarillo-Herrero (MIT, Mỹ), Allan H. MacDonald (Đại học Texas tại Austin, Mỹ) .

Trích dẫn giải thưởng: "Vì công trình nền tảng đã thiết lập nên lĩnh vực twistronics" .

Ở thế giới nano, giải thưởng năm 2026 đã công nhận một khám phá gần như là giả kim thuật. Ba nhà vật lý đã chỉ ra rằng việc xếp chồng hai tấm carbon mỏng chỉ bằng một nguyên tử (graphene) và xoay một tấm so với tấm kia một "góc ma thuật" chính xác khoảng 1,1 độ sẽ tạo ra những hành vi điện tử phi thường, vốn không tồn tại trong từng lớp riêng lẻ .

Allan MacDonald đã dự đoán về mặt lý thuyết vào năm 2011 rằng việc xoắn graphene hai lớp ở góc chính xác này sẽ làm phẳng bề mặt năng lượng của các electron, tạo ra một sân chơi cho các hiện tượng lượng tử kỳ lạ . Pablo Jarillo-Herrero và nhóm của ông sau đó đã chứng minh điều này bằng thực nghiệm vào năm 2018, quan sát thấy vật liệu có thể được điều chỉnh giữa trạng thái hoạt động như một chất cách điện và một chất siêu dẫn—dẫn điện với điện trở bằng không—chỉ đơn giản bằng cách thay đổi mật độ electron . Eva Andrei đã cung cấp công trình kính hiển vi quét chui hầm nền tảng, giúp hình dung trực tiếp cách các tính chất điện tử này xuất hiện từ bối cảnh nguyên tử bị xoắn .

Lĩnh vực này, hiện được gọi là twistronics (điện tử học xoắn), đã mở ra một mô hình mới cho kỹ thuật vật liệu. Thay vì dựa vào việc thay đổi thành phần hóa học, các nhà khoa học giờ đây có thể ép vật liệu vào các trạng thái lượng tử mới bằng cách kiểm soát các góc xoắn hình học, mở ra con đường dẫn đến các chất siêu dẫn mạnh mẽ hơn và các thiết bị điện tử mới lạ .

Khoa học thần kinh: Viết lại quy luật của trí nhớ

Người đoạt giải: Christine Holt (Đại học Cambridge, Anh), Kelsey C. Martin (Quỹ Simons, Mỹ), Erin Schuman (Viện Nghiên cứu Não bộ Max Planck, Đức / UCL, Anh), Oswald Steward (Đại học California, Irvine, Mỹ) .

Trích dẫn giải thưởng: "Vì đã khám phá ra quá trình phiên mã protein cục bộ trong tế bào thần kinh và xác lập tầm quan trọng của nó đối với sự phát triển và tính dẻo dai của não bộ" .

Giải thưởng Khoa học thần kinh đã lật đổ một giả định sinh học kinh điển. Trong nhiều thập kỷ, giáo điều phổ biến cho rằng các tế bào thần kinh (neuron) sản xuất tất cả protein của chúng trong thân tế bào trung tâm và sau đó vận chuyển chúng đến các khớp thần kinh (synapse) xa xôi, nơi cần đến chúng . Bộ tứ nhà khoa học này đã chứng minh rằng các tế bào thần kinh có một hệ thống thanh lịch hơn nhiều: chúng sản xuất cục bộ các protein cụ thể cần thiết cho chức năng khớp thần kinh ngay tại chính khớp thần kinh đó .

Khám phá này là nền tảng để hiểu về học tập và trí nhớ. Khi một khớp thần kinh được kích thích, quá trình tổng hợp protein nhanh chóng tại chỗ cho phép kết nối riêng lẻ đó mạnh lên hoặc yếu đi mà không cần chờ lệnh từ nhân tế bào ở xa, cung cấp cơ sở phân tử cho tính dẻo dai của não bộ . Công trình của Holt, Martin, Schuman và Steward đã cùng nhau chứng minh rằng ribosome, cỗ máy tế bào xây dựng protein, đóng quân trong các sợi nhánh và sợi trục, và sự tổng hợp cục bộ này rất quan trọng để bộ não đang phát triển tự kết nối chính xác và để bộ não trưởng thành thích nghi với những trải nghiệm mới .

Mỗi giải thưởng Kavli trong ba lĩnh vực đều tôn vinh công trình đã thay đổi một mô hình cơ bản—cách các thiên hà được xây dựng, cách vật liệu có thể được kiểm soát và cách bộ não ghi nhớ. Những người đoạt giải năm 2026 sẽ nhận được giải thưởng trị giá 1 triệu USD cho mỗi lĩnh vực tại một buổi lễ ở Oslo vào tháng 9, dưới sự chủ trì của Hoàng gia Na Uy .