Thứ Sáu, 6 tháng 12, 2013

Nhà khoa học của thập niên 1990 - Leon Lederman (1922-)

Leon Lederman vào sáng hôm trao giải Nobel Vật
lí năm 1988

Đối với Leon Lederman sự thành công bắt đầu với một chút khôi hài. Như ông trả lời một phóng viên hồi năm 1992, khôi hài là "một kết quả gây sốc kì lạ, một điểm nút cho câu chuyện anh kể, và đó là cái thể hiện trong nghiên cứu [khoa học]". Như đa số các hồ sơ trong tập sách này nhắc tới, các nhà khoa học thành công thường không giải những bài toán khó chỉ với những kĩ năng siêu hạng. Nhiều con người lỗi lạc với những kĩ năng đó đã chẳng tìm ra một giải pháp nào. Đó là một bước ngoặc trí tuệ khác thường, khả năng nhìn thấy một vấn đề từ một góc độ khác mà trong đa số trường hợp, thường thì nó mở ra một cánh cửa trước đấy chẳng ai để ý thấy. Trong cuộc đời thành công ở nhiều cấp độ - khoa học, quản lí và dịch vụ công - Lederman luôn có sở trường tiến thẳng tới trung tâm của một vấn đề và theo đuổi một cái khác mà nó cũng có thể giải quyết.
Leon Lederman chào đời ở thành phố New York, vào ngày 15 tháng 7 năm 1922, là con thứ hai trong gia đình dân di cư Do Thái gốc Nga. Mặc dù cha mẹ ông chẳng có người nào đi học, nhưng họ xem trọng sự giáo dục và đã khích lệ Leon vào trường cao đẳng thành phố New York, nơi ông theo đuổi chuyên ngành hóa học và tốt nghiệp vào năm 1943. Sau đó, ông phục vụ ba năm trong quân đội Mĩ, nơi ông nghiên cứu về radar. Khi rời quân ngũ, ông vào trường Đại học Columbia và nghiên cứu vật lí. Việc thích nghi với trường lớp quả thật khó khăn sau khoảng thời gian phục vụ trong quân đội thời chiến, tốt nghiệp cử nhân vào năm 1948, và tiếp tục học lên tiến sĩ vào năm 1951.
Leon Lederman thể hiện sự hài hước của ông bên
cạnh một sản phẩm trưng bày của Fermilab: máy
điều lạnh, dụng cụ cần thiết để duy trì nhiệt độ rất
thấp cần thiết cho các nam châm siêu dẫn dùng để
tạo ra từ trường nhằm điều khiển đường đi của các
hạt hạ nguyên tử trong các máy gia tốc hạt.

Ông có một số lời mời công tác, trong đó có lời mời ở lại trường Columbia, nơi họ mới bắt đầu phát triển một chương trình về vật lí hạt cơ bản. Ông đã khởi động một số dự án thuộc lĩnh vực đó và quyết định ở lại đó trong vài ba năm để giữ tinh thần nhiệt huyết. Một vài năm đó hóa ra đã thành sự nghiệp của một đời. Phần lớn nhờ vào nghiên cứu của Lederman, trường Columbia đã trở thành một trong những trung tâm nghiên cứu vật lí năng lượng cao hàng đầu thế giới. Vào cuối những năm 1950 và đầu những năm 1960, ông là một phần của đội khoa học đã phát hiện ra sự vi phạm đối xứng CP trong sự phân hủy của kaon. Năm 1962, Lederman và các đồng nghiệp của ông tại Columbia đã phát triển một phương pháp tạo ra và phát hiện các muon neutrino, công trình mà nhờ đó, 26 năm sau, họ đã giành giải Nobel Vật lí.
Lederman là một trong những người nỗ lực sáng lập Fermilab, và ông bắt đầu làm việc ở đó trong khi vẫn giữ cương vị người đứng đầu Phòng thí nghiệm vật lí năng lượng cao Nev is danh tiếng của trường Columbia. Năm 1977, ông lãnh đạo đội khoa học tìm ra hạt upsilon, chứng minh sự tồn tại của quark đáy (bottom). Ông rời trường Columbia vào năm 1979 đến làm giám đốc Fermilab, chức vụ ông giữ liên tục trong 10 năm. Với vai trò giám đốc, Lederman là một lãnh đạo trời sinh. Ông sử dụng tiếng tăm hài hước cuat mình mà ông tuyên bố rằng ông không nghiêm túc cho lắm, nhưng các dự án là những công việc quan trọng và đòi hỏi sự sáng tạo nhất và làm việc cật lực nhất của mọi người.
Lederman tiếp cận nghiên cứu khoa học với đa phần kinh nghiệm giáo dục của một nhà khoa học, một nền khoa học không bao giờ ngừng lại miễn là nhà khoa học còn sống. Là một vị giáo sư, ông giảng dạy và học hỏi từ hơn 50 sinh viên. Tại Columbia, nếu ông nghỉ một học kì để dành thời gian cho công trình thực nghiệm của mình, thì khi trở lại, ông luôn giảng dạy với chương trình tăng cường và nặng tải hơn. Ông tin rằng mỗi người trẻ tuổi đáng được hưởng một nền giáo dục nghiêm túc và ông để ý thấy nhiều trường tiểu học và trung học không làm tròn bổn phận giáo dục khoa học như thế. Ông muốn làm cái gì đó cho nền giáo dục, và ông đã giành giải Nobel năm 1988 vì đã biến điều đó thành có thể.
"Tôi không muốn thấy mọi người nhìn nhận vấn đề này với sự sợ hãi như thế", ông trả lời với một phóng viên báo chí. "Tôi thật sự đã có một chút ý nghĩ thoáng qua về nó. Trên hết thảy, anh nên trở thành một chuyên gia về mọi thứ. Người ta phỏng vấn anh. "Ngài nghĩ gì về món nợ của đất nước Brazil, hay an ninh xã hội hay chiếc áo đầm của phụ nữ?" Ông nhận ra lúc này ông đã có cơ hội tốt. "Nếu anh muốn làm cái gì đó qua con đường giáo dục, hay chính sách khoa học, hay ... thay đổi các điều luật, hay làm cho mọi người tích cực lên, thì chàng trai trẻ à, việc có một giải Nobel sẽ giúp anh rất nhiều! Anh có thể tiếp cận những nơi bình thường rất khó tiếp cận".
Không chỉ có giải Nobel mở ra những cánh cửa mới đó cho Leon Lederman. Không bao lâu sau khi ông rời Columbia đến điều hành Fermilab, ông bắt đầu thấy nhớ việc giảng dạy và ông nhanh chóng tìm giải pháp trở lại tham gia vào công tác giáo dục. Ông khởi xướng một chương trình dành cho học sinh trung học gọi là chương trình Vật lí Sáng chủ nhật. Như thường lê, Lederman không chỉ giảng dạy, mà ông còn học hỏi nữa. Ông phát hiện ra rằng nhiều giáo viên không có sự chuẩn bị chu đáo để xử lí với những học sinh có năng khiếu. Ông bắt đầu nhìn vào hệ thống giáo dục hễ khi nào công việc cho phép ông có thời gian. Năm 1988, ông chuyển đến Chicago, nơi hệ thống giáo dục công lập có 400.000 học sinh, và quyết định thực hiện một sự đổi mới.
Sở trường nhìn nhận vấn đề một cách khác đi của Lederman đưa ông đến với câu hỏi này : Với rất nhiều học sinh trong hệ thống trường lớp, vì sao có ít người trong số chúng dấn thân cho khoa học? Đa số thanh niên bước vào trung học với nhiều câu hỏi, và câu hỏi vốn là bản chất của khoa học. Cái gì xảy ra với chứng trên con đường học vấn? Lederman nhận ra cái thường xảy ra, không phải cái xảy ra mà là cái không xảy ra. Có quá ít giáo viên được đào tạo toán học và khoa học, và vì thế họ chẳng biết nên làm thế nào để khích lệ học sinh. Thường thì họ thấy các câu hỏi thật đáng sợ, và họ hăm hở dập tắt trí tò mò của học sinh. Họ không phải là những giáo viên tệ, mà chỉ vì không được đào tạo tốt. Lederman tổ chức một hoạt động nhằm chứng tỏ cho các giáo viên thấy niềm vui khoa học qua một chương trình mẫu gọi là Viện hàn lâm Giáo viên. Nếu nó có tác dụng ở Chicago, thì nó cũng có tác dụng ở những thành phố khác.
Vai trò lãnh đạo của Lederman ở Viện hàn lâm Giáo viên thành công chả kém gì công việc của ông ở Fermilab, cho nên sự ảnh hưởng của ông vẫn còn tiếp tục sau khi ông không còn đảm đương trọng trách nữa. Năm 1995, sáu năm sau khi ông nghỉ hưu không làm giám đốc Fermilab nữa, các nhà khoa học Fermilab đã phát hiện ra quark đỉnh (top) tìm kiếm bấy lâu, và vào năm 2000, các nhà nghiên cứu Fermilab khác đã hoàn tất mô hình chuẩn của ngành vật lí hạt cơ bản với việc phát hiện ra neutrino tau. Sự nghiên cứu sôi nổi như vậy chỉ là một phần của sức ảnh hưởng và di sản của Leon Lederman. Tại trung tâm Khoa học Lederman và Trung tâm Tài nguyên Giáo viên của Fermilab, các tình nguyện viên và các chuyên gia vẫn đang thực hiện tầm nhìn giáo dục của ông; và trong các trường công ở nhiều thành phố Mĩ, giáo viên và học sinh đang nhìn nhận khoa học theo những phương pháp mới. Cha mẹ của ông, những người dạy ông về giá trị của sự giáo dục, hẳn là rất tự hào.
Trích từ quyển Lịch sử vật lí thế kỉ 20 của Alfred B. Bortz, Ph. D.

Thứ Năm, 5 tháng 12, 2013

Nhà khoa học của thập niên 1980 - Stephen Hawking (1942-)

Stephen Hawking, nhà vật lí danh tiếng, tác giả
quyển Lược sử thời gian

Ngày 8 tháng 1 năm 1942, Stephen Hawking chào đời trong một bệnh viện ở Oxford, Anh quốc. Bố mẹ của ông, Frank và Isobel Hawking đã chọn Oxford làm nơi ở cho cậu con trai của họ, thay vì ở gần nhà họ ở Highgate, vùng ngoại ô phía bắc thành London, để tránh nạn Đức ném bom. Mặc dù Thế chiến thứ hai đang diễn ra, những không lực Đức và Anh đều thống nhất không ném bom các trung tâm đại học của hai phía, Oxford và Cambridge, Heidelberg và Gottingen. Cả hai nơi đó và năm tháng chào đời của Hawking đều quan trọng. Ông học đại học ở Oxford và lấy bằng tiến sĩ ở Cambridge, nơi sau này ông đảm nhận vị trí từng là chỗ của ngài Isaac Newton, người tính đến khi ấy vừa mới qua lần sinh nhật thứ 300.
Có lẽ còn trùng hợp đặc biệt hơn nữa là ngày 8 tháng 1 là ngày kỉ niệm ngày mất lần thứ 300 của Galileo Galile. Với việc hướng chiếc kính thiên văn của ông lên bầu trời, Galileo đã làm thay đổi nhận thức của loài người về những hành tinh khác và vị trí của Trái đất trong vũ trụ. Trong sự nghiệp của mình, Hawking sẽ trở thành một trong những nhà vật lí thế kỉ 20 làm thay đổi kiến thức khoa học về bản thân vũ trụ. Đối với các đồng nghiện của ông, trí tuệ lỗi lạc và các ấn phẩm khao học của Hawking là những đóng góp quan trọng nhất của ông, nhưng đối với xã hội rộng rãi hơn bên ngoài, thì Hawking nổi tiếng và được đánh giá cao với các quyển sách phổ biến khoa học của ông và với sự lạc quan không thể dập tắt của ông trước số phận bệnh tật nghiệt ngã.
Stephen nổi bật vì trí thông minh xuất chúng và tinh thần tự do tự nhiên. Cha mẹ ông đều tốt nghiệp trường Oxford, nhưng họ gặp nhau tại học viện y khoa nơi Frank đang nghiên cứu bệnh học nhiệt đới, còn Isobel thì đang làm thư kí. Họ bị xem là có phần lập dị ở St. Albans, cách London 20 dặm về phía bắc, nơi họ chuyển đến lúc Stephen lên tám. Isobel là một trí thức có mối giao tiếp xã hội rộng và nghiêng về các lực lượng chính trị cánh tả, còn Frank thì tham đạm đến mức đáng trách. Ông ít chi tiền cho việc trưng diện hoặc cho chiếc xe hơi của gia đình, một chiếc taxi London cũ ông mua với giá 50 bảng.
Trong những năm tháng trung học của Stephen tại trường St. Albans danh tiếng, ông là một học trò bình thường và không có gì xuất sắc. Ông làm tốt các bài thi hơn là bài tập ở nhà, vì ông thích xây dựng các mô hình và phát minh ra các trò chơi phức tạp hơn là làm bài tập ở nhà. Trước mắt, ông nhắm tới mục tiêu là một nhà nghiên cứu giống như cha mình. Stephen thích toán và vật lí, nhưng Frank thuyết phục ông theo học ngành hóa, cái ông xem là có tính thực tiễn hơn, so với toán học. Khi Stephen bắt đầu học thuyết tương đối, việc thiếu các khóa học toán chính thống đã gây cho ông không ít khó khăn, nhưng điều đó khiến ông có hướng suy nghĩ trực quan hơn trong các phương trình. Điều đó tỏ ra là một lợi thế lớn đối với ông khi bệnh tật ập đến và việc viết ra các biểu thức toán học ngày một trở nên khó khăn.
Hawking vào trường Oxford năm 1959, lúc 17 tuổi, vào thời điểm khi mà sự tài hoa của một sinh viên được xem là có giá trị hơn sự nỗ lực hết mình. Chỉ có các kì thi mới là quyết định, và giống như nhiều bạn học cùng lớp, ông đã thi đỗ. Ba năm sau, ông sẵn sàng tốt nghiệp. Trường Oxford có bốn mức bằng cấp, và ông được xếp giữa mức hạng nhất và hạng nhì. Ông trình bày với hội đồng xét duyệt rằng ông dự định làm nghiên cứu khoa học ở Cambridge nếu như ông tốt nghiệp hạng cao nhất, và hội đồng đã đồng ý cấp bằng hạng nhất cho ông.
Khi Hawking bắt đầu làm nghiên cứu tại Cambridge, thì thảm kịch ập đến. Ông biết ông bị mắc chứng xơ cứng cơ vận động (ALS), một chứng bệnh tấn công các cơ, cuối cùng dẫn tới bại liệt và cái chết. Đó là căn bệnh đã cướp đi mạng sống của ngôi sao bóng rỗ danh tiếng Lou Gehrig và xóa sổ cái tên Gehrig khỏi làng thể thao nước Mĩ. Dự đoán của bác sĩ là ông chỉ sống hai năm nữa thôi. Lúc đầu, Hawking thấy mình chẳng có nguyên do gì để tiếp tục dự án tiến sĩ, vì ông chẳng có thời gian để hoàn thành nó. Tuy nhiên, sự lạc quan cố hữu của ông cuối cùng đã thắng thế. Ông nhận ra rằng hễ chừng nào ông còn sống và có trí tuệ sáng suốt, ông nên sống vì một cái gì đó. Ông biết bản thân mình sẽ cần sự hỗ trợ, nhưng ông quyết định làm việc trong đa phần thời gian nào mà ông có được. Không ai giúp ông nhiêu hơn Jane Wilde, người ông gặp trong một buổi tiệc vào năm 1963, không lâu sau khi triệu chứng ALS của ông khởi phát. Bệnh tật tàn khốc không làm trở ngại con đường tình yêu, và ông cùng Jane sớm trở thành vợ chồng. Các triệu chứng ALS của ông tiến triển nhưng ở tốc độ chậm hơn nhiều so với dự đoán, và ông lấy bằng tiến sĩ vào mùa hè năm 1965. Cặp tình nhân trẻ làm lễ cưới vào tháng 7 năm đó.
Hawking xin vào làm nhà nghiên cứu vật lí lí thuyết tại Cambridge, và ông được nhận vào. Bất chấp bệnh tật hoành hành, ông và Jane vẫn cố gắng sống một cuộc sống bình thường như bao người, kể cả việc có con. Trong công việc, chẳng mất bao lâu thời gian để ông thu hút sự chú ý của các nhà vật lí danh tiếng. Ông chọn nghiên cứu các lỗ đen, đối tượng đã được tiên đoán hồi thập niên 1930 nhưng chưa bao giờ được quan sát thấy. Ông muốn hòa giải mô tả toán học của một lỗ đen, cái tiên đoán một "kì dị" mật độ vô hạn tại tâm của nó, với thế giới vật lí trong đó các kì dị là chuyện không thể. Hợp tác với Roger Penrose (1931-) thuộc trường Oxford, người có năng khiếu toán học bổ sung cho trí tuệ vật lí của ông, Hawking đã phát triển một lí thuyết mô tả cơ sở vật lí của các lỗ đen nhưng tránh được điểm kì dị.
Vào đầu thập niên 1970, các nhà thiên văn phát hiện ra một vật thể phát ra tia X nằm trong chòm sao Cygnus, và họ đặt tên cho nó là Cygnus X-1. Năm 1974, Hawking và đa số các nhah thiên văn vật lí biểu hiện 80% chắc chắn rằng vật thể đó là một lỗ đen với một ngôi sao quay xung quanh nó. Các tia X là kết quả của sự phát xạ từ chất khí của ngôi sao trên khi chúng bị hút vào trong lỗ đen và bị nung nóng lên những nhiệt độ cao khủng khiếp. Vốn ranh mãnh, Hawking đã tự cấp cho mình một "hợp đồng bảo hiểm" nếu như ông phạm sai lầm. Ông đánh cược với người bạn thân, Kip Thorne (1940-), một nhà thiên văn vật lí tại Caltech, hứa đặt mua cho Thorne một năm tạp chí Penthouse nếu Cygnus X-1 hóa ra có chứa một lỗ đen. Nếu không thì ông sẽ có miễn phí bốn năm tạp chí Private Eye của Anh. Năm 1990, mức độ chắc chắn rằng Cygnus X-1 là một lỗ đen đã tăng lên 95%, và Hawking đã thua cuộc.
Năm 1982, đối mặt trước những khoảng chi tiêu lớn cho phí chăm sóc sức khỏe của ông và tiền học phí của con ông, Hawking chuyển sang tìm nguồn thu nhập bổ sung. Ông luôn luôn thích chia sẻ nghiên cứu của mình với một cộng đồng độc giải rộng rãi hơn là chỉ với các đồng nghiệp và sinh viên của mình, và ông tin tưởng rằng ông có thể viết một quyển sách ngắn cho độc giả phổ thông, nói về các quan điểm của ông về vũ trụ. Tập sách Lược sử thời gian : từ Big Bang tới các lỗ đen đã không xuất hiện thuận lợi như ông nghĩ - nó không được xuất bản mãi tới năm 1988, nhưng sự thành công của nó đã vượt ngoài sự trông đợi lạc quan nhất của ông.
Bất chấp tình trạng bệnh tật, Hawking luôn xem cuộc sống của ông là "bình thường", ngay cả sau đợt phẫu thuật mở khí quản khẩn cấp đã cướp đi giọng nói của ông vào năm 1985. Người bình thường thỉnh thoảng hay li hôn, và Jane cùng Stephen Hawking đã li dị vào năm 1990. Ông và một trong những người y tá của mình, Elaine Mason, bỏ chồng bỏ vợ đến sống với nhau, và cuối cùng thì lấy nhau. Chồng của Elaine, David, đã thiết kế phần cứng máy tính cho chiếc xe đẩy của Hawking.
Ngày nay, Stephen Hawking vẫn đang tiếp tục nghiên cứu và viết lách. Năm 2002, trường Đại học Cambridge đã tổ chức kỉ niệm sinh nhật lần thứ 60 của ông với một hội nghị chuyên đề mang tên Tương lai của Vật lí lí thuyết và Vũ trụ học, xuất bản các bài thuyết trình dưới dạng một quyển sách, và phát chúng trên đài truyền hình BBC. Hawking chẳng đánh cược là ông còn tổ chức sinh nhật được bao nhiêu lần nữa, nhưng rõ ràng ông muốn sống lâu hơn bất kì dự đoán nào mà các bác sĩ của ông nêu ra.
Trích từ quyển Lịch sử vật lí thế kỉ 20 của Alfred B. Bortz, Ph. D.

Nhà khoa học của thập niên 1970 - Luis Alvarez (1911-1988)

Sự nghiệp đa tài của Luis Alvarez. Từ trái sang phải: Là sinh viên nghiên cứu tia vũ trụ năm 1933 cùngvới
cố vấn của ông, Arthur Compton tại Đại học Chicago.Với màn hiển thị buồng bọt tại Berkeley. Nhận Huy
chương Khoa học Quốc gia từ tổng thống Lyndon B. Johnson.

Nói ngắn gọn, Luis Walter Alvarez là đa tài. Cho dù là tham gia truy tìm các hạt hạ nguyên tử, sự phòng vệ của quốc gia ông, nghiên cứu về vụ án mạng của tổng thống John F. Kennedy, tìm kiếm các căn buồng ẩn trong một kim tự tháp Ai Cập, hay khám phá và giải thích các manh mối về sự tuyệt chủng của loài khủng long trong một lớp mỏng trầm tích, "Luie" (như tên gọi hầu hết mọi người trong cộng đồng khoa học dành cho ông) có một phương pháp độc đáo để xem xét các vấn đề, cái mang lại cho ông những giải pháp hết sức sáng tạo.
 Sinh ở San Francisco, ngày 13/06/1911, Luis có tổ tiên gốc gác ở Tây Ban Nha, nơi ông bà nội của ông chào đời trước khi di cư sang Los Angeles qua con đường Cuba, và Ireland là quê hương xứ sở của họ hàng  truyền giáo nhà bên ngoại của ông. Cha của ông, Walter Clement Alvarez, là một bác sĩ và nhà nghiên cứu y khoa thành đạt, người đã cho phép cậu bé Luis thỏa sức khám phá các công cụ và thiết bị trong phòng thí nghiệm của ông. Năm lên 10, cậu Luis đã biết cách sử dụng toàn bộ các thiết bị nhỏ trong phòng thí nghiệm đó và có thể nối mạch điện.
Năm 1925, gia đình Alvarez chuyển đến Rochester, Minnasota, ở đó, tiến sĩ Alvarez đảm đương một chức vụ trong Bệnh viện Mayo nổi tiếng. Thời học trung học, Luis làm việc ở bệnh viện với vai trò người học nghề mùa hè trong cửa hàng thiết bị, và sau khi tốt nghiệp, ông vào Đại học Chicago, nơi ông khám phá thế giới vật lí. Ở đó, ông đã có cơ hội hiếm hoi sử dụng thiết bị và làm việc với các kĩ thuật viên của nhà vật lí huyền thoại Albert A. Michelson (1852-1931), người có những phép đo chính xác của tốc độ ánh sáng lần đầu tiên gây ra sự nghi ngờ đối với sự tồn tại của chất ete thấm đẫm vũ trụ. May mắn có một trí nhớ ngoại hạng và sự say mê đề tài nghiên cứu của nhà vật lí ấy, Alvarez đã đọc và tóm tắt mọi bài báo mà Michelson đã viết.
Trong khi vẫn còn là một sinh viên, năm 1934, Luis đã học lái máy bay và có thể tự điều khiển chỉ sau ba giờ chỉ dẫn. Kinh nghiệm trận mạc của ông đã phát huy tác dụng trong Thế chiến thứ hai và ông vẫn là một phi công tích cực cho đến năm 73 tuổi.
Sau khi tốt nghiệp Đại học Chicago năm 1936, Luis Alvarez chấp thuận lời mời từ Ernest Orlando Lawrence đến tiếp tục học tại Berkeley, ở đó, cuối cùng ông đã trở thành một cán bộ giảng dạy. Các mối quan hệ gia đình đã hỗ trợ, vì cha của Alvarez đã giúp xin thêm tiền tài trợ cho một trong các cyclotron của Lawrence, và chị của ông thì làm việc cho Lawrence với vai trò thư kí ngoài giờ. Nhưng tài năng của ông nhanh chóng chứng minh cho lời mời đó. Ông đã đọc ngấu nghiến mọi bài báo viết về vật lí hạt nhân. Hàng năm sau đó, ông đã làm ngạc nhiên các nhà khoa học bởi việc tái dựng một đồ thị hay nhớ lại một sự kiện mờ mịt, và trích dẫn tham khảo gốc của các tác giả, tạp chí và năm xuất bản. Thỉnh thoảng, ông cho họ biết chính xác quyển tạp chí đó đặt tại chỗ nào trong thư viện và họ sẽ tìm thấy nội dung đó ở trang phía bên trái hay bên phải.
Nhưng không phải chỉ có trí nhớ tốt. Trong nghiên cứu của mình, Luis Alvarez quyết định thực hiện một phép đo mà Hahn  Bethe nói là không thể nào thực hiện, và ông đã chứng minh Bethe sai lầm. Trong bốn năm, ông còn thực hiện một vài khám phá quan trọng khác, bao gồm sự phóng xạ của đồng vị tritium của hydrogen (số nguyên tử 3:1 proton + 2 neutron) và một dạng biến đổi phóng xạ gọi là sự bắt electron, trong đó một proton hợp nhất với một trong những eoectron trong cùng của nguyên tử tạo ra một neutron. Năm 1940,Thế chiến thứ hai đã làm gián đoạn nghiên cứu của ông về vật lí hạt nhân. Ông đến Phòng thí nghiệm Bức xạ thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), ở đó ông nghiên cứu về các hệ radar cho đến năm 1943. Ông đã phát triển hai phát minh quan trọng, một cho hệ thống đánh bom radar, và một để đánh lừa đoàn thủy thủ của tàu ngầm kẻ thù dưới mặt nước nghĩ rằng một máy bay tấn công đang bay ra xa. Sau đó, ông đến Chicago và rồi Los Alamos để sử dụng trí tuệ lỗi lạc của ông cho bài toán làm thế nào kích nổ các quả bom nguyên tử. Năm 1946, nước Anh đã tôn vinh Alvarez cho nghiên cứu của ông tại MIT.
Khi chiến tranh kết thúc, Alvarez trở lại Berkeley, nơi ông đã phát minh hoặc phát triển một vài kĩ thuật gia tốc các hạt hạ nguyên tử và phát hiện ra các sản phẩm của những tương tác năng lượng cao mang lại. Đáng chú ý nhất là một cải tiến cho kĩ thuật buồng bọt, cái mang đến sự khám phá ra nhiều hạt hạ nguyên  tử và các cộng hưởng. Không có những khám phá đó, cái mang về cho ông giải thưởng Nobel vật lí 1968, Murray Gell-Mann sẽ không bao giờ có thể nghĩ ra bát đạo của ông.
Alvarez có niềm đam mê và kiến thức rộng, điều đó đưa ông đến với một vài dự án hấp dẫn sau này trong sự nghiệp của ông. Năm 1964, ủy ban nghiên cứu vụ ám sát tổng thống John F. Kennedy năm 1963 đã mời ông phân tích hình ảnh chuyển động nghiệp dư nổi tiếng của vụ bắn tỉa. Đồng thời, tiếc nuối nhu cầu của ông với kính hai tròng, ông đã phát minh ra thấu kính có tiêu cự biến thiên, cái mang đến một công ti kinh doanh thiết bị quang học hết sức thành công. Vài năm sau đó, ông đã nghĩ ra một cách sử dụng các muon tia vũ trụ để khảo sát phần bên trong của kim tự tháp Chefren tìm các món đồ bí mật. Các kết quả của ông cho thấy không có căn buồng ẩn nào, nhưng dự án vẫn thu hút sự tưởng tượng của những người nghe nói về nó.
Năm 1977, khi bước vào tuổi nghỉ hưu, Luis Alvarez bắt đầu đi chứng minh cái là công trình hấp dẫn và đáng nhớ nhất của ông. Bắt đầu từ một hòn đá mang đến cho ông như một món quà của người con trai Walter, một giáo sư địa chất học tại Berkeley. Hòn đá ấy có chứa một lớp đất sét hay trầm tích đánh dấu ranh giới giữa hai thời  kì địa chất, kỉ Phấn trắng và kỉ Thứ ba. Kỉ Phấn trắng rõ ràng đã kết thúc đột ngột với sự tuyệt chủng của nhiều loài, trong đó có loài khủng long. Nhưng đột ngột như thế nào thì Walter lấy làm nghi ngờ. Phải chăng có cái gì đó trong lớp trầm tích ấy mang lại một dấu hiệu nào đó? Kiến thức của Luis về tia vũ trụ đã mang họ đến một kết quả bất ngờ và một kiến thức mới về lịch sử của sự sống trên Trái đất và vai trò mà các vụ va chạm vũ trụ có thể có đối với nó.
Richard A. Muller, một đồng nghiệp Berkeley và là một trong những người học trò thành công nhất của ông, đã viết về Luis Alvarez như sau :
Tôi luôn nhớ Luis Alvarez là một người thích suy nghĩ hơn mọi thứ khác... Chỉ một trong mười ý tưởng, ông nói, là đáng theo đuổi thôi. Chỉ một phần mười trong số này sẽ kéo dài một tháng. Chỉ một phần mười trong số đó sẽ dẫn đến một khám phá. Nếu những con số này là đúng, thì Luis phải có hàng chục nghìn ý tưởng.
Nhiều ý tưởng của Luis Alvarez - nhà khoa học đạt giải Nobel, người nhận Huy chương Khoa học quốc gia [Mĩ], và là người yên nghỉ trong nhà tưởng niệm các nhà phát minh quốc gia - đã làm thay đổi nền vật lí và làm biến chuyển thế giới.
Trích từ quyển Lịch sử vật lí thế kỉ 20 của Alfred B. Bortz, Ph. D.

Thứ Tư, 4 tháng 12, 2013

Nhà khoa học của thập niên 1960 - Murray Gell-Mann (1929-)

Murray  Gell-Mann  nhận ra  một tính chất  ông  gọi
là “tính lạ” được bảo toàn trong các tương tác do
lực  hạt  nhân  mạnh  gây  ra.  Tính  chất  đó  đưa  ông
đến một đối xứng toán học giữa các tính chất của
baryon  và  sau  đó  đề  xuất  rằng  các  baryon  và
meson  là  những  hạt  cấu  tạo  từ  các  quark.

Từ thời thơ ấu, Murray Gell-Mann đã làm lóa mắt mọi người trước sự xuất chúng của ông. Lên 3 tuổi, ông đã có thể nhân những con số lớn với nhau trong đầu mình. Lên 7 tuổi, ông đã thắng trong cuộc thi viết chính tả với một học sinh lớn hơn ông 5 tuổi. Đa số người lớn không biết nên làm gì với ông. Không biết cha mẹ ông nên nuôi một người con như vậy ra sao? Và làm sao các thầy giáo có thể chỉ bảo cho một cậu học trò có những ý tưởng mới ngay tức thì và vượt xa các bạn học đến ba bước?
Cha của Murray là một trí thức thất chí. Isidore Gellmann sinh ở Vienna, nước Áo; ông bắt đầu học triết học và toán học ở đó khi cha mẹ ông, đã di cư sang Bờ Đông Manhattan, thành phố New York, cần sự giúp đỡ của ông. Ở New York, ông lấy cái tên kém mùi Do Thái hơn là Arthur và thêm một dấu gạch nối để làm tên của ông nổi bật hơn. Ông học tiếng Anh nhanh chóng và nhận thấy khả năng ngôn ngữ của mình sẽ là tấm vé dẫn ông đến thành công. Ông lập trường Arthur Gell-Mann để dạy những người Anh di cư khác. Đó là một ý tưởng tuyệt vời, nhưng Arthur là một thầy giáo nghiêm khắc và độc đoán. Học trò của ông cần học từ vựng cơ bản và cấu trúc câu để thích nghi với lối sống Mĩ, nhưng ông cứ khăng khăng giảng dạy một danh sách dài ngoằn các quy tắc ngữ pháp và thuật ngữ. Ngôi trường của ông đã không trụ nổi qua Đại Khủng Hoảng. Năm 1932, Arthur tìm được công việc tốt nhất mà ông có thể tìm, làm bảo vệ ngân hàng. Ông giữ tích cực cho đầu óc của mình bằng cách nghiên cứu thuyết tương đối của Einstein, nhưng rồi ông phải bỏ cuộc vì gia đình và cuộc sống thường nhật. Trong khi đó, vợ của ông, Pauline, bắt đầu lâm bệnh tâm thần. Trốn tránh những khó khăn trước mắt, bà thoát vào một thế giới ước mơ không có phiền muộn. Bà cười cười nói nói một cách quái đản, cho dù mọi thứ đang diễn ra không đúng xung quanh bà.
Cậu trai trẻ Murray sớm biết phải chuyển sang dựa vào người anh trai, Ben, thay vì vào cha mẹ mình. Ben, lớn hơn Murray gần 10 tuổi, là một người ham học và hai cậu con trai trở thành những người bạn đồng hành tốt của nhau. Đi thăm các bảo tàng và công viên ở thành phố New York trở thành hoạt động yêu thích của họ và khám phá các trò tiêu khiển yêu thích. Murray cũng cần được giáo dục chính thống, nhưng rõ ràng chỗ của ông không phải là một trường học bình thường. Các thầy giáo trong lớp của ông chẳng biết làm gì với ông cả. May thay, thầy giáo dạy piano của ông đã đưa cậu Murray 8 tuổi đến gặp ngài hiệu trưởng trường Columbia Grammar, một ngôi trường tư nhân giàu có ở Bờ Tây Manhattan. Ngài hiệu trưởng nhận ra các năng khiếu của cậu con trai và đã sắp xếp một xuất học bổng trọn gói. Cả bố mẹ đang quẫn trí của ông cũng nhận ra đây đúng là cái con trai họ cần, và họ đã chuyển đến một căn chung cư cùng dãy với ngôi trường trên. Đây không phải là cơ hội duy nhất mà Arthur giữ vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn sự học hành của người con trai. Arthur đã khuyến khích sở thích toán học của Murray và can ngăn con trai thi vào khảo cổ học hay ngôn ngữ học ở trường đại học. Nhưng chủ nghĩa cầu toàn khắc khe của Arthur cuối cùng đã trở thành một gánh nặng cho Murray trong những năm tháng đại học của ông.
Tại Columbia Grammar, các bạn học của Murray và cả thầy giáo của ông không thể đuổi kịp ông. Vốn quan tâm xa rộng, ông chẳng học được gì ở đó. Có khả năng hơn, ban giám hiệu trường đã cho Murray cái ông cần để tự học, và rồi họ bước ra khỏi hành trình của ông. Ít ra thì Columbia Grammar cũng cho ông cơ hội để vào trường đại học Ivy League. Ở tuổi 15, Murray vào trường đại học Yale với một suất học bổng trọn gói, mặc dù trường này khi ấy vẫn có hạn ngạch khắt khe 10% cho sinh viên Do Thái. Mặc dù ít nhất là trẻ hơn 3 tuổi so với các bạn cùng lớp, nhưng trong khi đa phần trong số họ phải chật vật mới nắm bắt kịp chương trình mới, thì Murray nhẹ nhàng trải qua các khóa học của mình, cả về toán cao cấp và vật lí học. Rồi ông vấp phải rào cản khi đến lúc viết luận văn của mình. Ông không nhờ cố vấn của mình giúp đỡ, vì ông biết rằng ông không bao giờ có thể viết cái gì đủ tốt cho người cha yêu ngôn ngữ của mình.
Không có luận văn, ông xin việc được ở Yale và mỗi trường đại học Ivy League khác, trừ trường Harvard, không có trao học bổng. Ông miễn cưỡng chấp nhận một lời mời từ MIT, Viện Công nghệ Masachusetts. Nó đã và vẫn là một trong những chương trình đào tạo vật lí tốt nhất ở Mĩ, nhưng nó không phải là trường thuộc hệ thống Ivy League. Ông tâm sự như thế này :"Một chút suy nghĩ đã thuyết phục tôi rằng tôi có thể thử ở MIT, và rồi tự tử sau nếu như tôi muốn, chứ không còn cách nào khác".
Chương trình của MIT phù hợp tốt với ông, và ông hoàn thành luận án tiến sĩ ở đó lúc ở tuổi 21, mặc dù luận án của ông đã gặp trục trặc hoãn lại 6 tháng. Trên tiến trình đó, ông đã học được một lí thuyết có chút ít giá trị là nếu nó không phù hợp với bằng chứng quan sát hay thực nghiệm, thì ông sẽ đấu tranh cho tính đơn giản toán học trong các lí thuyết của ông hễ khi nào có thể. Đó là triết lí sau này đã đưa ông đến với các quark, và bát đạo, và giải thưởng Nobel. Ông được yêu cầu thuyết giảng khi nhận giải Nobel, nhưng một lần nữa hòn đá tảng lại xuất hiện trên đường, và ông chưa bao giờ đệ trình một bản viết nào cho bộ sưu tập Nobel.
Murray Gell-Mann luôn có sở thích rộng, cả trong khoa học và trong cuộc sống riêng tư. Trong khi làm việc tại Viện Nghiên cứu Cao cấp Đại học Princeton, ông đã gặp một phụ nữ trẻ người Anh, Margaret Dow, trợ lí cho một nhà khảo cổ học ở đó. Murray vẫn thích khảo cổ học, mặc dù cha của ông ngăn không cho ông nghiên cứu nó ở trường. Và kinh nghiệm của ông ở các công viên New York biến ông thành một người quan sát chim chóc sau sưa, một sự đồng cảm mà Margaret chia sẻ. Trong một chuyến đi đáng nhớ cùng với nhau, họ đã đến một hòn đảo nằm ngoài khơi Scotland để tìm kiếm chim hải âu rụt cổ. Họ chỉ nhìn thấy một con, nhưng như thế đã là đủ. Sau đó, họ đã kết hôn vào năm 1955, và chim hải âu rụt cổ trở thành mối nhân duyên của họ.
Hôn nhân đã làm thay đổi con nguời Murray Gell-Mann. Trước khi gặp Margaret, ông thật lỗi lạc và thường đặt mình vào trong công việc nhiều hơn trong cuộc sống. Cái chết của bà vì căn bệnh ung thư vào năm 1981 đã tàn phá con người ông, và nó đến đồng thời khi ông đang vật lộn để giữ nguyên vẹn mối quan hệ của ông với người con gái đã tham gia vào những hoạt động chính trị hết sức bất hạnh. Vài năm sau đó, ông lại gặp khó khăn để giữ quan hệ với người con trai của mình.
Murray Gell-Mann tái hôn vào năm 1992 khi đang ở giữa một nhiệm vụ viết lách khó khăn khác nữa, một quyển tự truyện. Ông đã bỏ lỡ thời hạn cuối cùng, và dù với sự hỗ trợ của người vợ của ông, Marcia Southwick, ông không thể nào viết nên một bản thảo hài lòng. Nhà xuất bản cho đình chỉ dự án. May thay, một nhà xuất bản mới và sự hỗ trợ biên tập đã cho phép ông hoàn thành Hạt quark và Con báo đốm, câu chuyện của cuộc đời ông và sự nghiệp khoa học của ông, mà ông đặt tít con là Những cuộc phiêu lưu vào Thế giới đơn giản và phức tạp, năm 1994. Hiện nay, ông đã đoàn tụ với các con, và trải qua phần lớn thời gian trong một ngôi nhà thoáng đãng ở Santa Fe, New Mexico, chứa đầy các tác phẩm văn hóa, nghệ thuật và sách vở. 
Trích từ quyển Lịch sử vật lí thế kỉ 20 của Alfred B. Bortz, Ph. D.

Nhà khoa học của thập niên 1950 - John Bardeen (1908-1991)


John  Bardeen,  trong  ảnh  cùng  với  người  cháu  trai  Chuck,  vào
năm 1968, không xem gì quan trọng hơn gia đình, mặcdù golf có
lẽ một sự lựa chọn thứ hai. Ông nổi tiếng đã nhận hai giải thưởng
Nobel.
Trong nửa đầu thế kỉ 20, vật lí học bị thống trị bởi những ý tưởng mang tinh đột phá : thuyết tương đối hòa hợp không gian với thời gian, vật chất và năng lượng; cơ học lượng tử làm lu mờ đi sự khác biệt giữa sóng và hạt, và thay thế sự tất định bằng sự bất định; và vật lí hạt nhân dẫn đến bom nguyên tử. Nhũng khám phá mang tính biến đổi thế giới này, cùng với nhân cách và tầm ảnh hưởng của Einstein đã làm cho cái từ nhà vật lí đồng nghĩa với thiên tài lập dị trước mắt đa số công chúng. Hình ảnh của nhà vật lí trong con mắt công chúng là như thế này : thông minh nhưng hẹp hòi, nói bằng những phương trình hoặc làm việc với những "máy va chạm nguyên tử" khổng lồ, hoặc đắm mình trong công việc và quên mất cuộc sống đời thường.
Nhưng giống như thập niên 1950 đã chuyển hướng nền vật lí vượt khỏi những đột phá lí thuyết sang những mối quan tâm thực nghiệm, thập niên trên cũng mang đến một loại cá nhân khác biệt nổi lên trong lĩnh vực trên. Nhà khoa  học chính của thập niên này, John Bardeen, theo đuổi những ứng dụng công nghệ và thực tiễn hướng tới cuộc sống thường nhật. Ông không phải, như người ta nói, là "một Einstein". Thay vì vậy, ông là một thí dụ của cái mà các tác giả viết tiểu sử của ông gọi là Thiên tài đích thực, một trí tuệ đổi mới, lặng lẽ nổi bật lên hàng đầu trong số những đồng nghiệp của ông. Ông là một người trầm tính có công trình nghiên cứu về cơ học lượng tử của chất rắn đã khởi phát cuộc cách mạng bán dẫn và làm sáng tỏ cơ chế nền tảng của sự siêu dẫn.
John Bardeen sinh ở Madison, Wisconsin, vào ngày 23 tháng 5, 1908. Cha mẹ ông là những người tin tuyệt đối vào giá trị của sự giáo dục. Cha của ông, Charles Bardeen (1871-1935), là người sáng lập ra khoa Y tại trường đại học Wisconsin và là vị chủ nhiệm khoa đầu tiên. Mẹ của ông, Althea Harmer Baardeen (1875-1920), là giáo viên tại một trường thực nghiệm tiến bộ thiết lập bởi John Dewey (1859-1952), người thường được xem là một trong những nhà cải cách giáo dục vĩ đại nhất cuối thế kỉ 19 và đầu thế kỉ 20. Charles và Athea cùng nhận ra và khuyến khích những khả năng ngoại hạng của John, đặc biệt là về toán học. Athea qua đời khi John mới 11 tuổi, nhưng ông đã được nuôi dạy tốt. Ông hoàn thành nhũng khóa học cần thiết của mình tại trường trung học trong trường đại học lúc ở tuổi 13, và bắt đầu tham gia nghiên cứu tại trường đại học Wisconsin năm lên 15 tuổi.
Vì ông phân vân khó chọn hướng nghiên cứu vật lí và toán học chính trước khi nghiêng về xử lí kĩ thuật điện, nên ông đã mất 5 năm để lấy bằng cử nhân vào năm 1928. Ông có thể áp dụng một số chứng chỉ bổ sung của ông để học lên thạc sĩ, và ông tiếp tục ở lại Wisconsin để hoàn tất học vấn của mình. Đề tài luận văn của ông là sử dụng các kĩ thuật điện để phát hiện ra các trầm tích dầu. Sau khi hoàn thành luận văn ở Wisconsin, ông đăng kí chương trình nghiên cứu tiến sĩ tại trường Trinity College thuộc đại học Cambrige nhưng không được chấp nhận, và ông phải ở lại một năm học thêm các khóa nữa. Sau 7 năm học tại Wisconsin, ông đã có dịp được học với một số nhà vật lí danh tiếng, bao gồm Werner Heisenberg, Paul Dirac, và Arnold Sommerfeld.
Năm 1930, John chấp thuận đảm nhận một vị trí tại các phòng thí nghiệm nghiên cứu thuộc Công ti Dầu mỏ Vùng vịnh ở Pittsburgh, Pennsylvania, nghiên cứu về những kĩ thuật mới tìm kiếm dầu mỏ. Sau 3 năm, ông đã sẵn sàng trở về trường cũ. Lần này, ông đăng kí và được nhận vào một chương trình nghiên cứu tiến sĩ toán học tại trường đại học Princeton. Không lâu sau đó, ông làm việc với một số nhà vật lí lí thuyết giỏi nhất thế giới về cơ sở toán học hệ nhiều vật của các electron trong chất rắn. Khi ông hoàn thành công trình nghiên cứu vào mùa xuân năm 1935, ông biết rằng nó gây được sự chú ý của Hội đồng trường Harvard danh tiếng. Họ mời ông đến phỏng vấn và cấp cho ông một suất học bổng 3 năm nghiên cứu vật lí bắt đầu vào mùa thu năm đó. John đã có thể chia sẻ những tin tức tốt lành cùng với cha ông, Charles, lúc này đang bệnh nặng. John trở lại Madison vào tháng 5, và cha ông qua đời vào hôm 12 tháng 6. Sau lễ tang, John quay lại Princeton, viết hoàn tất luận án của ông, và trình nó cho giáo sư hướng dẫn của ông phê chuẩn.
Những năm tháng tại Harvard đã hướng John vào con đường sự nghiệp chuyên nghiệp nổi tiếng sẽ bao gồm nghiên cứu giành giải Nobel tại Phòng thí nghiệm Bell và trường đại học Illinois. Nhưng câu chuyện cuộc đời ông sẽ không hoàn chỉnh nếu không nhắc tới vợ ông, Jane (1907-1997), người đã có với ông 3 đứa con.
Vào cái đêm trước khi ông rời Pittsburgh vào năm 1933, John đã tổ chức một bữa tiệc tối tại nhà của một đồng nghiệp tại Công ti Vùng vịnh; vợ của người đồng nghiệp này có một người bạn tên là Jane Maxwell, người mà bà nghĩ John sẽ thích gặp. Cuối buổi tối hôm ấy, bà chủ nhà tốt bụng đã có thể nói rằng công việc mai mối của bà đã thành công. Ở John, Jane nhìn thấy một người đàn ông khỏe mạnh, đẹp trai với miệng cười quyến rũ. Ông chín chắn, dí dỏm, và tự tin với sự tài hoa mà ông thể hiện qua thái độ trầm lắng
của mình. John cũng bị gây ấn tượng không kém. Trên hành trình dài lái xe đến New Jersey vào ngày hôm sau, ông không thể nào dừng suy tưởng đến nhà nữ sinh học thu hút và ăn nói lưu loát kia. Ông quyết định lễ giáng sinh sẽ quay lại Pittsburgh đó là một ý kiến hay. Vì xa cách và vì công việc, nên mối quan hệ giữa họ tiến triển chậm hơn Jane mong muốn, nhưng cuối cùng thì họ cũng lấy nhau vào năm 1937 và có một cuộc sống gia đình hạnh phúc cho đến khi John qua đời vào ngày 30 tháng 1, 1991.
Trong suốt đời mình, John Bardeen luôn tìm thời gian tiêu khiển. Khi còn là một sinh viên chưa tốt nghiệp tại Wisconsin, ông đã lãnh đạo đội bơi của mình mặc dù xét về tuổi, ông trẻ hơn đa số những người bạn bơi của mình. Ông thích chơi bowling và billard, nhưng bạn bè và gia đình thì hay nhớ tới món golf điêu luyện của ông. Không bao lâu sau khi nhận giải thưởng Nobel lần thứ nhất, ông đã nhận được một trong những mục tiêu trọn đời khác nữa, đó là một suất chơi trong sân golf của trường đại học. "Ông nghĩ điều đó hầu như tuyệt vời như giải Nobel vậy", người học trò và đồng nghiệp của ông, Bob Schrieffer, nhận xét. Những năm sau này, sau khi đã nhận giải Nobel thứ 2, John nói với bạn mình rằng, "À, có lẽ hai giải Nobel thì đáng giá hơn một suất chơi golf chứ". Thật ra, những câu chuyện mà người ta nhớ tới như vậy về John Bardeen cho thấy Thiên tài Đích thực này để lại một di sản không những là thành tựu vật lí học, mà còn là một ví dụ của lối sống cân bằng giữa một con người thiên tài và một con người.
Trích từ quyển Lịch sử Vật lí thế kỉ 20 của Alfred B. Bortz, Ph. D.

Nhà khoa học của thập niên 1940 - Richard Feynman (1918-1988)

Richard Feynman, nổi tiếng với tinh thần tự do của
ông, cũng như tính sáng tạo của ông, là một tay chơi
trống gõ.

Richard Feynman sẽ luôn luôn được biết đến là một thiên tài, người đã hình dung lại lực điện từ là một hiện tượng lượng tử và là người đã thay thế những phương trình phức tạp bằng những biểu đồ đơn giản. Nhưng ông sẽ còn được nhớ tới là một "nhân vật hiếu kì", đó là cách ông tự miêu tả bản thân mình trong phần phụ dẫn của quyển hồi kí best selling của ông, Chắc chắn Ngài đang đùa, Mr Feynmann, xuất bản năm 1985, và Cái bạn quan tâm có là cái người khác đang nghĩ không ?, xuất bản chỉ vài tháng trước khi ông qua đời, năm 1988. Feynmann không chỉ là người hành quân theo nhịp đánh của một tay trống khác, như những người theo chủ nghĩa cá nhân thường phải làm. Bản thân ông chính là một tay trống khác.
Nói rằng Feynmann sinh ra và lớn lên ở thành phố New York là đúng, nhưng không chính xác. Ông lớn lên trong một ngôi làng bình dân xóm Far Rockaway ở ngoại vi thành phố, trên bờ biển phía nam của đảo Long Island. Cha của ông, Melville Feynmann, có lẽ sẽ học khoa học nếu như ông có đủ sức vào trường đại học. Thay vào đó, ông đã nuôi sống gia đình bằng nhiều công việc làm ăn mạo hiểm chưa bao giờ mang lại thành công mĩ mãn như ông hi vọng. Melville đọc cho Richard nghe quyển Encyclopaedia Brittanica, giải thích mọi thứ khi cha con đi cùng với nhau. Trong những năm 1960, ở đỉnh cao sự nghiệp của mình là giáo sư vật lí tại Viện Công nghệ California (Caltech), ông đảm nhận nhiệm vụ giảng dạy các khóa vật lí đại cương. Các bài giảng của ông nhanh chóng trở nên nổi tiếng vì tính rõ ràng và trình bày sống động của chúng. Chúng được in thành sách và phát hành trên khắp thế giới, và chúng trở thành cơ sở của một bộ sách ba tập cổ điển năm 1963 gọi là Các bài giảng của Feynmann về vật lí. Ngày nay, các nhà khoa học gần nghỉ hưu thường nhớ đến những tập sách đó từ những ngày xuân trẻ của họ, nhớ hình ảnh tác giả đang chơi trống gõ cũng như nội dung hấp dẫn của chúng.
Nếu Melville được ghi công cho tính sáng tỏ của những bài giảng đó, thì mẹ của Feynmann, Lucille, xứng đáng được tôn vinh cho phong cách trình bày của chúng. Feynmann đã mô tả bà trong quyển Cái bạn quan tâm có là cái người khác nghĩ hay không? "Mẹ tôi không biết chút gì về khoa học, nhưng bà có sự ảnh hưởng đối với bản thân tôi. Đặc biệt, bà có ngữ điệu hài hước rất tuyệt vời, và tôi học được ở bà những dạng thức cao nhất của sự nhận thức mà chúng ta có thể đạt tới là tiếng cười và lòng trắc ẩn".
Sự xuất chúng của Feynmann thể hiện ở ngay tuổi còn nhỏ. Lúc còn là học sinh phổ thông, ông đã tự học giải tích và kiếm tiền bằng cách đi sửa radio cho hàng xóm láng giềng. Trong quãng đời thanh niên, ông luôn bỏ xa những học sinh xuất sắc khác trong các lớp học vật lí của mình. Đầu óc nhanh nhẹn của ông đã cho phép ông có nhiều thời gian 'nghiên cứu' cái có lẽ là sở thích lớn nhất của ông : bạn gái, đặc biệt là diễn viên và nghệ sĩ Arline Greenbaum, người ông gặp lúc cả hai mới 13 tuổi.
Mùa thu năm 1935, Feynmann được nhận vào làm sinh viên chuyên ngành vật lí tại viện Công nghệ Masachusetts (MIT). Trong những năm tháng sinh viên của mình, ông được nhận vào một khóa học vật lí lí thuyết tiên tiến thường chỉ dành cho sinh viên năm cuối và sinh viên tốt nghiệp, và ông nhanh chóng nổi trội hẳn lên. Trong luận văn năm cuối của mình, ông đã phát triển một kĩ thuật cơ lượng tử khéo léo mà ông đã cho đăng trên tạp chí Physical Review và kĩ thuật đó trở thành một công cụ toán học chuẩn cho các nhà hóa lí. Sau đó, ông vào trường đại học Princeton, tốt nghiệp và thực hiện luận án tiến sĩ nổi tiếng.
Trong khi đó, sức khỏe của Arline ngày càng yếu. Bất chấp một chuẩn đoán bệnh lao hệ bạch huyết - một cái chết chậm - hai người vẫn quyết định kết hôn. Họ cưới nhau vào tháng 6 năm 1942 và dắt nhau đi về hướng tây đến New Mexico sau khi Feynmann hoàn thành luận án của ông. Arline sống trong một viện điều dưỡng ở Albuquerque, còn chồng bà làm việc tại Los Alamos và đến thăm bà vào cuối tuần. Bà qua đời vào mùa xuân năm 1945.
Tại Los Alamos, Feynmann được chú ý vì những phân tích sâu sắc của ông, tính thiện chí sẵn sàng tranh luận với bất kì ai - trong đó có Hahn Bethe, người sáng lập nhóm vật lí lí thuyết - và sự mạo hiểm của ông, tự bổ nhiệm mình là người giám hộ an toàn. Ông sử dụng những kĩ năng bẻ khóa an toàn của mình để qua mặt sự bảo vệ kết quả bí mật của những người khác, để lại giấy ghi chú cho họ biết ông đã làm như thế bằng cách nào. Sau chiến tranh, ông hợp tác với Bethe làm việc tại khoa lí thuyết tại trường đại học Cornell ở Ithaca, New York. Vài năm sau, ông đã chán ngấy thời tiết đầy bão tuyết ở đó. Mặc dù ông hối tiếc là đã bỏ Bethe, nhưng ông chấp nhận một vị trí tại Viện Công nghệ California (Caltech) ở Pasadena, năm 1951.
Trong số những sức hút của Caltech là sự gần gũi của nó với Sunset Strip. Trong Chắc chắn Ngài đang đùa, ông đã viết về "những câu lạc bộ đêm, các quán bar và các hoạt động". Caltech cho phép ông bắt đầu một kì nghỉ một năm tới Rio de Janeiro, một thành phố ông muốn trở lại kể từ chuyến thăm sáu tuần hồi năm 1949. Ông thuyết giảng vào buổi sáng, còn buổi chiều và tối thì gặp gỡ những người phụ nữ thân thiện trên những bãi biển và quán bar nổi tiếng của thành phố Rio. Phát hiện ra những dấu hiệu sớm của chứng nghiện rượu, ông đã sớm nghỉ uống, nhưng ông vẫn lui tới các quán bar. Một ngày nọ, ông đưa một phụ nữ trẻ đến khu vực Ai Cập học của một viện bảo tàng và chia sẻ một số thực tế thú vị ông học được từ Mary Louise Bell, một người bạn gái cũ ở Ithaca đã chuyển đến gần Pasadena. Trong phút bốc đồng, ông đã cầu hôn cô ấy bằng thư tay. Họ lấy nhau vào tháng 6 năm sau (1952) và li dị năm 1956.
Cuộc hôn nhân lần thứ ba của Feynmann, với Gweneth Howarth, kéo dài suốt phần còn lại của đời ông.  Ông để ý một cô gái vận bộ áo nịt bikini trên một bãi biển tại hồ Geneva và lập tức bị hút hồn. Họ kết hôn năm 1960 và có hai người con, và là một gia đình bình thường mà một nhân vật khôi hài như Richard Feynmann có thể làm chủ. Ông qua đời sau một trận chiến dài ngày với căn bệnh ung thư vào năm 1988, nhưng thành tựu cuối cùng của ông chưa dừng lại ở đó. Ông được yêu cầu tham gia ủy ban nghiên cứu vụ nổ năm 1986 của tàu con thoi vũ trụ Challenger. Mặc dù ông đang bệnh nặng, nhưng Gwaneth khuyến khích ông nên đồng ý. Ủy ban cần đến một ai đó như ông để lục lọi trong mớ đổ nát. Thời khắc đáng nhớ nhất của sự nghe ngóng đó xảy ra khi Feynmann chứng minh được rằng một vòng chữ O quan trọng đã mất tính linh hoạt của nó ở nhiệt độ thấp. Ông nhúng một miếng cao su vào trong một cốc nước đóng băng và cho thấy nó trở nên cứng như thế nào. Từ đó về sau, không ai có thể nghi ngờ rằng thảm kịch Challenger là do vụ phóng tàu diễn ra trong một ngày hiếm gặp ở Florida, khi nhiệt độ giảm xuống dưới điểm đóng băng. Richard Feynmann, tay chơi trống nổi tiếng, đã gõ nhịp cho phần còn lại của nghiên cứu.
Trích từ quyển Lịch sử Vật lí thế kỉ XX của  Alfred B. Bortz, Ph. D.

Thứ Ba, 3 tháng 12, 2013

Cơ sở từ học

Từ trường
Trường lực tồn tại trong không gian 1) quanh dòng điện (chuyển động của điện tích), 2) gần cực nam châm, 3) trong không gian nơi có biến thiên điện trường, 4) từ trường nội tại của nhiều hạt cơ bản do spin tạo ra. Kí hiệu :
H : từ trường tồn tại trong chân không. Còn gọi là trường từ hóa, là trường làm cho vật bị nhiễm từ.
B : từ trường tồn tại trong vật chất. Còn gọi là từ trường, mật độ từ thông và cảm ứng từ.

Từ trường của điện tích vi mô
Điện tử chuyển động theo quỹ đạo Bohr -> momen từ quỹ đạo
Chuyển động spin của điện tử -> momen từ spin

Momen từ vĩ mô và vi mô
Vĩ mô : momen từ được tạo từ thanh nam châm, khung dây điện
Vi mô : dòng điện vi mô tạo ra momen từ nguyên tử. Momen từ nguyên tử gồm momen từ quỹ đạo và momen từ spin.

Từ độ
Vĩ mô : số momen từ trong một đơn vị thể tích
Vi mô : tổng số momen từ nguyên tử trong một đơn vị thể tích

Từ cảm
Sự nhạy cảm của vật thể đối với từ trường ngoài trong việc tạo ra từ độ trong vật đó.
- Vật liệu sắt từ : vật liệu có từ cảm dương, rất lớn hơn 1, momen từ nguyên tử khác 0
- Vật liệu thuận từ : vật liệu có từ cảm dương, rất nhỏ hơn 1, momen từ nguyên tử khác 0
- Vật liệu nghịch từ : vật liệu có từ cảm âm, có giá trị rất nhỏ hơn 1, momen từ bằng 0

Trật tự từ - Nhiệt độ Curie
Domen : vùng giới hạn nhỏ của vật thể trong đó các momen từ nguyên tử sắp xếp có trật tự
Vật liệu sắt từ có cấu trúc domen. Vật liệu thuận từ không có cấu trúc domen
Nhiệt độ Curie : nhiệt độ tại đó trạng thái sắt từ bị phá vỡ (các momen nguyên tử không còn song song, trạng thái bão hòa từ mất đi)

Từ hóa - từ trễ
Từ hóa : (phân cực từ) : quá trình từ trường ngoài H sắp xếp lại các moment từ đã có trong vật thể, làm cho chúng song song từ trường ngoài tạo nên từ độ.
Từ trễ : sự thay đổi không đồng bộ giữa H và M hay cảm ứng từ B. Trong chất thuận từ, có sự đồng bộ (cùng pha) giữa M và H. Trong chất sắt từ, B hoặc M biến thiên theo H nhưng không cùng pha H.

Thứ Hai, 2 tháng 12, 2013

Nhà khoa học của thập niên 1930 - Lise Meitner (1878-1968)

Lise Meitner, người phụ nữ tiên phong nghiên cứu khoa học, đến
thăm  sinh  viên  trường  Bryn  Mawr  College  lúc  bà  đã  lớn  tuổi.

Nếu chỉ những thành tựu chuyên nghiệp là điều kiện để chọn một nhà khoa học lỗi lạc, thì người được chọn cho thập niên 1930 sẽ là Enrico Fermi. Nhưng công việc khoa học có thể ảnh hưởng và bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các yếu tố xã hội, chính trị và lịch sử. Và trong số những nhà vật lí hàng đầu của thập niên 1930, không ai có cuộc đời minh họa tốt hơn cho sự ảnh hưởng của thời đại lên công việc nghiên cứu, ngoài Lise Meitner.
Câu chuyện Meitner không thuộc riêng về thập niên 1930. Thật ra, vào lúc bà cùng Otto Frisch phát triển lí thuyết đầu tiên của sự phân hạch hạt nhân năm 1938, bà đã đi qua lần sinh nhật thứ 60 của mình và đã xây dựng được một sự nghiệp có tiếng trong làng giải trí. Và mặc dù sự ngược đãi mà bà đối mặt vì là một người thuộc dòng dõi Do Thái là một phần của một nỗi kinh hoàng lớn hơn nhiều chưa hề giảm đi chút nào, nhưng đó không phải là quãng đường thời gian duy nhất trong cuộc đời mình bà phải vượt qua sự phân biệt đối xử để đi đến thành công. Bà sinh ra là một người phụ nữ trong một thời kì, vào ngày 7 tháng 11, 1878, và ở một nơi, Vienna, Áo, mà sự phân biệt truyền thống đối với phụ nữ bị thúc ép bởi những tập quán xã hội, và thỉnh thoảng bởi luật pháp nữa.
Lise là con thứ ba trong tám người con của luật sư Phillipp Meitner và bà Hedwig. Là một trong những gia đình Do Thái trung lưu, phóng khoáng, được giáo dục tốt nhất thời ấy, căn bản họ là người Áo và lấy làm tự hào có được di sản văn hóa phong phú mà Vienna mang lại. Lise sống chan hòa trong tinh thần học tập và nghệ thuật. Người chị gái của bà, Auguste ("Gusti"), là một thần đồng âm nhạc, và trở thành nhà soạn nhạc và nghệ sĩ dương cầm. Lise cũng yêu âm nhạc, nhưng niềm yêu thích của bà đối với toán học và vật lí học thật cuốn hút, ngay từ tuổi lên 8. Do đó, mặc dù chương trình học vấn phổ thông của bà dừng lại ở tuổi 14, giống như mọi người con gái khác, Lise đã nhắm tới mục tiêu học đại học. Bà đọc nhiều - gia đình đùa rằng lúc nào bà cũng mang theo một quyển sách - và với sự giúp đỡ của một luật sư, bà đã thi đỗ vào trường Đại học Vienna năm 1901 ở tuổi mà nhiều người con trai còn chưa học xong phổ thông.
Thật may mắn, Lise có cơ hội nghiên cứu vật lí cùng vị giáo sư danh tiếng Ludwig Boltzmann (1844-1906), người "đã cho bà một tầm nhìn xem vật lí là một trận chiến đi tìm sự thật tối hậu, một tầm nhìn bà không bao giờ đánh mất", theo lời của người cháu trai và đồng nghiệp của bà, Otto Frisch. Bà còn học hỏi từ các bạn sinh viên - đặc biệt là Paul Ehrenfest (1880-1933), người tự mình trở thành một nhà vật lí lí thuyết có tiếng. Ehrenfest ấn tượng trước những ghi chép chi tiết của Meitner về những bài giảng của Boltzmann, và họ thường nghiên cứu cùng với nhau. Các ghi chép của Meitner cho thấy sự hứng khởi của Ehrenfest đối với bà có lẽ vượt qua khỏi biên giới vật lí học, nhưng bà vốn rụt rè và chất phác và giữ sự tập trung của bà vào những nghiên cứu của họ. Năm 1905, bà không những thành thạo về vật lí lí thuyết, mà còn hoàn thành một dự án nghiên cứu phòng thí nghiệm nguyên gốc. Bà là người phụ nữ thứ hai được nhận danh hiệu tiến sĩ tại trường Đại học trên, và bằng cấp của bà đã mang lại sự trọng vọng khả dĩ cao nhất.
Giới khoa học hàn lâm không nhiệt tình chào đón phụ nữ cho lắm vào thời ấy, nhưng Meitner quá say mê lĩnh vực bà nghiên cứu nên bà tự đứng trên đôi chân của mình. Bà xem vật lí là công việc ưu tiên hơn cả, và bà tránh né những vị cố vấn và đồng nghiệp muốn quan hệ với bà ở cấp độ con người. Đó chắc chắn là trường hợp khi bà rời Vienna sang Berlin nghiên cứu với Max Planck. Đối với Meitner, Planck dường như ngờ nghệch về phụ nữ giống như những nhà khoa học chuyên nghiệp, nhưng ở mức độ cá nhân, ông thật cởi mở và hiếu khách. Hai người con gái song sinh của ông trở thành những người bạn tốt của bà, và bà thường dự những buổi tối chơi nhạc ở nhà họ với cha của họ trên cây đàn piano và, thỉnh thoảng, Einstein đến chơi violin.
Thường xuyên đến trong số những vị khách khác có Otto Hahn, một nhà hóa học trẻ vừa mới nghiên cứu với Rutherford ở Montreal về. Trái ngược với sự kín đáo tự nhiên của Meitner, Hahn thì thân mật, thoải mái. Bà thích chất giọng nam cao và tính thân thiện của ông và hăm hở đồng ý tham gia nghiên cứu các chất phóng xạ cùng với ông. Sự tinh thông vật lí học của bà là sự bổ sung tự nhiên cho sự thành thạo của ông về chiết tách hóa chất, và ông đã mang lại cho bà một cánh cửa đến với nghiên cứu hàn lâm. Nó là cánh cửa nền tảng cho một công việc không được trả công (bà sống dựa vào tiền trợ cấp khiêm tốn do gia đình gửi đến), nhưng nó là một cơ hội hiếm có cho một người phụ nữ.
Hahn làm việc tại Viện Hóa học, trường Đại học Berlin, do nhà hóa học đạt giải Nobel 1902 Emil Fischer (1852-1919) đứng đầu. Fischer không cho phép phụ nữ vào làm việc trong viện, một phần vì ông xem kiểu tóc của họ là dễ bén lửa gây nguy hiểm, nhưng Hahn đã thuyết phục ông cải tạo gian gỗ cũ với một lối đi bên ngoài thành không gian làm việc cho Meitner. Bà không được phép bén mảng đến bất kì chỗ nào khác bên trong viện và phải sử dụng một phòng nghỉ ở gần nhà ăn. Khi các đồng nghiệp trông thấy bà đi với Hahn, câu chào của họ là "Guten Tag, Herr Hahn" như thể bà không có mặt, và biết tập quán xã hội ngày ấy, Hahn chẳng làm gì để sửa họ cả. Nhưng tình bạn và sự hợp tác của họ thu hút sự chú ý, mặc dù trong 16 năm đầu họ luôn gọi nhau là Herr Hahn và Fraulein Meitner.
Đần dần các trường Đại học Đức trở nên thân thiện hơn với phụ nữ. Năm 1909, phụ nữ được chấp nhận là sinh viên, và Meitner được phép có mặt trong những phòng thí nghiệm khác của viện, nơi ấy cuối cùng đã có một phòng của quý bà. Năm 1912, Hahn được thăng tiến và lãnh đạo một nhóm nghiên cứu phóng xạ ở Viện Hóa học Kaiser Wilhelm, và ông đã mang Meitner đến đó với tư cách một nhà vật lí khách mời không được trả lương. Cũng thời gian ấy, Planck giao cho bà một vị trí được trả công là trợ lí xếp loại các bài viết cho ông.
Vài năm sau đó, Fisch giao cho Meitner một vị trí tương tự như Hahn nhưng với tiền lương ít hơn nhiều. Năm 1917, ông cho phép Meitner quyền tự nghiên cứu vật lí và tăng lương của bà cho phù hợp với lương của Hahn, với ngoại lệ một món tiền trợ cấp kết hôn. Và năm 1919, Meitner trở thành có lẽ là người phụ nữ đầu tiên ở Đức mang chức danh "giáo sư". Trong những năm 1920, phòng thí nghiệm của bà trở nên nổi tiếng vì nghiên cứu về phân rã beta. Nhưng, công trình nghiên cứu đáng kể nhất của bà (sự phân hạch) xuất hiện trong những năm tháng muộn hơn sau này, ngay khi sự hợp tác trong phòng thí nghiệm của bà với Hahn bị buộc phải chấm dứt.
Trong 8 năm đầu tồn tại của chính quyền phát xít, Meitner được bảo vệ bởi tư cách công dân Áo của bà. Điều đó đã thay đổi khi Đảng Quốc xã lên nắm chính quyền Áo vào năm 1938. Lúc ấy, mặc dù bà đã cải đạo sang Tin lành trước đó 30 năm, nhưng bà vẫn là đối tượng của chính sách kìm hãm Do Thái của chính quyền phát xít. Bà thậm chí còn bị tước hộ chiếu, khiến cho việc sắp xếp trốn chạy ra nước ngoài đặc biệt khó khăn. Với sự giúp đỡ của Hà Lan, và nhờ món quà của Hahn là một chiếc vòng kim cương thừa kế khiến bà không phải lo lắng về mặt tài chính, bà đã chuyển đi Stockhom. Đó là nơi bà nhận được lá thư trọng yếu từ phía Hahn đưa bà và Frisch đến mô tả sự phân hạch hạt nhân.
Bà được mời tham gia chương trình vũ khí thời chiến của Mĩ, nhưng bà từ chối làm bất cứ việc gì với việc chế tạo bom. Vì lí do đó, bà là nhà vật lí hạt nhân quan trọng nhất mà báo chí có thể phỏng vấn sau vụ nổ bom nguyên tử ở Hiroshima. Một số phóng viên thậm chí còn viết (không chính xác) rằng bà đã mang theo bí mật về bom nguyên tử khi rời khỏi nước Đức. Điều đó đặc biệt mỉa mai vì chỉ một mình Hahn được trao giải Nobel hóa học năm 1944 cho việc khám phá ra sự phân hạch hạt nhân. Đúng ra phải ghi nhận công lao vất vả của Meitner trong buổi đầu sự nghiệp của bà, Hahn thường phát biểu như thể khám phá ấy do một mình ông thực nghiệm.
Tuy nhiên, Meitner vẫn duy trì tình bạn lâu dài với Hahn khi họ còn sống. Bà mất hôm 27 tháng 10, 1986, một vài ngày trước sinh nhật lần thứ 90, được mai táng trong một nghĩa trang thôn quê ở gần Cambridge, Anh, bà yên nghĩ ở đó tám năm trước khi nằm gần người cháu trai của bà, Otto Frisch. Bà không còn sống để nhìn thấy tên của nguyên tố tổng hợp số 109 Meinerium được đặt để tôn vinh bà. Khoảng thời gian đó, nguyên tố số 105 chính thức được mang tên Dubnium, theo tên thành phố Dubna, nơi nó được phát hiện ra. Trong nhiều năm, nó được gọi tên không chính thức là Hahnium.
Trích từ quyển Lịch sử Vật lí thế kỉ XX của  Alfred B. Bortz, Ph. D.

Nhà khoa học của thập niên 1920 - Wolfgang Pauli (1900-1958)

Wolfgang Pauli, người khám phá ra spin electron và
nguyên lí loại trừ. Sự lỗi lạc của ông đã mang lại cho
ông danh vọng giáo sư trong khi còn ở tuổi đôi mươi.

Chọn ra một nhà khoa học nổi trội trong số những nhà khoa học lỗi lạc có công trình công góp cho lí thuyết lượng tử không phải là chuyện dễ dàng, đặc biệt vì nhiều người trong số họ tiếp tục có những đóng góp cho vật lí học trong những năm sau này. Tuy nhiên, tư liệu lịch sử và những quan hệ thư từ trong thời kì đó để lại ít nghi ngờ rằng con người xuất chúng đó chính là Wolfgang Ernst Pauli.
Pauli sinh ở Vienna, Áo, vào ngày 25 tháng 4 năm 1900, là con trai của ông Wolfgang Joseph Pauli, một giáo sư hóa lí tại trường Đại học Vienna, và bà Bertha Schutz Pauli, một phóng viên báo chí xuất thân từ một gia đình âm nhạc nổi tiếng ở Vienna. Wolfgang Joseph, người ban đầu có tên là Pascheles, lớn lên trong một gia đình Do thái danh vọng ở Prague. Tôn giáo không quan trọng trong cuộc đời của ông, và ông biết ông sẽ có cơ hội thuận lợi hơn trong sự nghiệp học thuật của mình nếu như tên tuổi và đức tin của ông không phải là Do thái giáo. Cho nên ông đã đổi tên là Pauli và chuyển sang đạo Cơ đốc khi ông trở thành giáo sư ở Vienna.
Thời trẻ, Wolfgang là một sinh viên xuất sắc và thường thấy lớp học của ông tại trường Doblinger Gymnasium không có gì thử thách năng lực cả. Trong khi họ đặc biệt tối dạ, còn ông thì đọc những bài báo mới đăng của Einstein nói về thuyết tương đối rộng. Ông công bố bài báo đầu tiên của mình trên một tập san vật lí về chủ đề đó lúc ở tuổi 18, hai tháng sau khi tốt nghiệp. Mùa thu năm đó, ông bắt đầu học cơ học lượng tử với Arnold Sommerfeld tại trường Đại học Munich, người đã phân công cho chàng sinh viên đầy năng khiếu nhiệm vụ viết một bài báo bách khoa về thuyết tương đối. Ông đã nghiên cứu bài báo trên trong khi làm luận án tiến sĩ, hoàn thành luận án của ông vào năm 1921 và 237 trang chỉ mục bách khoa vào hai tháng sau đó. Sommerfeld đã gọi nó là "quá hách dịch", một quan điểm Einstein cũng tán thành.
Cuối năm đó, Pauli tham gia nhóm của nghiên cứu của vị giáo sư danh tiếng Max Born tại trường đại học Gottingen, cũng ở Đức, nơi Born đánh giá ông "chắc chắn là thiên tài số một". Một năm sau, Pauli chuyển đến Viện Neils Bohr ở Copenhagen, Đan Mạch. Cả Bohr và Pauli đều thích tranh luận về vật lí. Họ đồng ý rằng sự tranh luận có tính phê phán là cách tốt nhất để trau chuốt một ý tưởng, và Pauli nhanh chóng thu được tiếng tăm là nhà phê bình trình bày quan điểm của mình khá thẳng thắn. Ngay cả sau khi Pauli chuyển đi Hamburg và rồi, ở tuổi 28, trở thành giáo sư danh tiếng tại trường Đại học Công nghệ Thụy Sĩ (ETH) ở Zurich, ông và Bohr vẫn có sự đồng thanh tương ứng được nhiều người biết tới, trong đó họ tiếp tục dựa lên nhau để phê bình.
Pauli không phải là người có miệng lưỡi sắc sảo khi nói về công trình mà ông xem là chưa đạt tiêu chuẩn và một số lời bình luận của ông mang tính huyền thoại. Sau khi đọc một bài báo mà ông nhận xét có giá trị thấp và văn viết tệ, ông bình luận, "Thậm chí nó không sai". Và có lần ông nói với một đồng nghiệp, "Tôi không để ý anh có chậm suy nghĩ không, nhưng tôi làm công việc mà anh cho công bố nhanh hơn anh suy nghĩ nữa". Tuy nhiên, ông lúc nào cũng chân thật trong những quan điểm của mình và thường có thể nhìn vào một lí thuyết sâu sắc hơn nhà vật lí đã nghĩ ra nó. Khi những ý tưởng mới xuất hiện trong cơ học lượng tử, không ai xem công trình ấy là hoàn chỉnh nếu không có sự đồng ý của Pauli. Ngay cả khi ông không có mặt, thì họ cũng hỏi lẫn nhau, "Không biết Pauli sẽ nghĩ gì nhỉ?"
Đóng góp đáng kể nhất của Pauli cho vật lí học là nguyên lí loại trừ, nguyên lí vẫn mang tên ông, nhưng có một câu chuyện khôi hài lan truyền trong cộng đồng vật lí về "hiệu ứng Pauli". Nếu ông có mặt trong phòng thí nghiệm, thiết bị sẽ hỏng không thể giải thích được. Những sự trùng hợp ngẫu nhiên như thế dường như cứ đi theo ông, kể cả tại một hội nghị đáng nhớ, các nhà vật lí khác đã lắp sẵn một cái đèn nhiều ngọn cho rơi xuống khi ông bước vào. Nhưng thiết bị lắp ráp bị mắc kẹt, và câu chuyện đùa tiếp diễn trong số những người đã lên kế hoạch thực hiện trò đùa ấy.
Sau khi gia nhập ETH, với ngoại lệ 5 năm tại Viện Nghiên cứu Cao cấp ở trường Đại học Princeton trong Thế chiến thứ hai, Pauli tiếp tục sống và làm việc tại Zurich cho đến khi qua đời vào hôm 15 tháng 12 năm 1958. Không lâu sau đó, các nhà vật lí đã phát minh ra câu chuyện Pauli cuối cùng. Họ mô tả cuộc gặp gỡ đầu tiên của Pauli với Chúa, trong đó ngài được yêu cầu phải giải thích giá trị của một hằng số vật lí đặc biệt. Chúa bước đến trước bảng đen và bắt đầu viết. Pauli đã nghiên cứu các phương trình và sớm bắt đầu lắc đầu.
Trích từ quyển Lịch sử Vật lí thế kỉ XX của  Alfred B. Bortz, Ph. D.

Nhà khoa học của thập niên 1910 : Ernest Rutherford (1871-1937))

Ernest  Rutherford,  người  có  công  trình  nghiên  cứu
dẫn đến sự hiểu biết về cấu trúc bên trong của nguyên
tử.

Xét trên đa số tiêu chuẩn, Ernest Rutherford không thể khác hơn với Albert Einstein. Einstein là con trưởng trong số hai người con của một gia đình trí thức thành thị châu Âu. Rutherford là con thứ tư trong số 14 đứa trẻ lớn lên ở miền quê New Zealand. Einstein khảo sát những lí thuyết mới tại bàn làm việc trong một văn phòng nhỏ. Rutherford khảo sát những hiện tượng mới trong một số phòng thí nghiệm được trang bị tốt nhất thế giới. Tài trí của Einstein không được công nhận trước khi ông đột nhiên nổi tiếng. Rutherford dường như sinh ra để thành công từ lúc bắt đầu sự nghiệp của ông. Einstein không giành được giải Nobel Vật lí mãi 16 năm sau công trình đáng kể nhất của ông. Rutherford giành giải Nobel Hóa học trước khi ông tiến hành cái người ta cho rằng là đóng góp lớn nhất của ông cho khoa học vật chất.
Hai nhà Vật lí còn rất khác nhau về tác phong và diện mạo. Einstein thì vóc người nhỏ, trầm lặng và khiêm tốn. Rutherford thì cao to, nhiều tham vọng và có giọng nói to khỏe. Nhưng họ có chung mục tiêu là khảo sát những cơ sở vật lí mà không cần những quan niệm đã có từ trước. Trí tuệ mở đó đã cho phép hai người nhận ra những thứ bất ngờ. Nó đưa Einstein đến chỗ giải thích lại các định luật chuyển động; ý nghĩa của không gian và thời gian; bản chất của vật chất, năng lượng, sóng và hạt. Nó chỉ lối cho Rutherford khảo sát đa số những thành phần và cấu trúc cơ bản của vật chất.
Rutherford sinh năm 1871, gần thành phố Nelson trên Đảo Nam của New Zealand. Ông là một sinh viên xuất sắc, với sự hỗ trợ tài chính từ gia đình và học bổng, đã có đủ điều kiện theo học một trường trung học địa phương chất lượng tốt (Nelson College) và rồi học tại trường Canterbury College ở Christchurch. Ở đó, ông không chỉ thể hiện tài năng ngoại hạng về khoa học thực nghiệm, mà còn sự hứng thú với việc nghiên cứu những khám phá mới nhất.
 Nhà vật lí người Đức Heinrich Hertz (1857-1894) trước đó đã biết cách tạo ra những sóng điện từ mà ngày nay chúng ta gọi là sóng vô tuyến, và Rutherford quyết định đo tác dụng của chúng lên những cái kim thép bị từ hóa. Nghiên cứu đó dẫn ông tới chỗ phát minh ra bộ dò nhạy với cái gọi là sóng Hertz truyền đi những khoảng cách xa. Máy thu vô tuyến này sớm trở thành một bộ phận quan trọng trong cuộc cách mạng truyền thông gọi là điện báo không dây lan tỏa khắp thế giới và đưa Rutherford thành ứng cử viên sáng giá trong cuộc đua năm 1895 giành một suất học bổng nghiên cứu chính đến học tập ở Anh. Thật không may, ủy ban xét học bổng xếp ông xuống hạng hai sau một nhà hóa học. Nhưng một vận may đã đến với ông sau đó. Nhà hóa học trên quyết định lập gia đình và ở lại New Zealand. Rutherford được nhận giải thưởng và quyết định đến làm việc tại phòng thí nghiệm Cavendish do J.J Thomson đứng đầu.
Rutherford lập tức bắt tay vào nghiên cứu về những thí nghiệm không dây và tiếp tục mang lại những kết quả quan trọng. Nhưng khi nghiên cứu của ông càng trở nên quan trọng về mặt công nghệ, thì nó càng kém hấp dẫn trên phương diện khoa học. Cho nên ông và Thomson bắt đầu tìm kiếm một lĩnh vực mới trong đó ông có thể đóng góp công sức. Khi tin tức về việc Rontgen khám phá tia X lan đến, họ đã có câu trả lời của mình.
Là một phần nghiên cứu của ông về tia catot sẽ sớm dẫn tới khám phá ra electron. Thomson đang nghiên cứu hiện tượng ion hóa - sự tạo thành các nguyên tử tích điện - trong chất khí. Ông có thể tạo ra những tia lửa hay chớp sáng điện áp cao không điều khiển được, nhưng ông không thể tạo ra một dòng ion đều đều để ông có thể điều khiển và đo đạc.
Rontgen đã báo cáo rằng khi tia X đi qua các chất khí, việc áp đặt một điện trường lên những chất khí đó sẽ làm xuất hiện những dòng điện nhỏ. Thomson nghi ngờ những dòng điện đó là dòng ion - đúng cái ông đang tìm cách nghiên cứu. Ông giao cho Rutherford nhiệm vụ tìm hiểu xem ông có đúng không. Rutherford xác nhận phỏng đoán của Thomson và lập tức biết phải làm gì tiếp sau đó. Ông khảo sát xem hiện tượng phóng xạ phóng xạ mới phát hiện cũng tạo ra các ion trong chất khí hay không. Nó thật sự tạo ra các ion, cho nên ông đã bắt đầu nhận ra phóng xạ là gì và làm thế nào nó tương tác với vật chất.
Ông bắt đầu bằng cách đặt lá nhôm giữa một mẩu uranium và một detector ion hóa, mỗi lần thêm một lớp. từng lớp một trong một vài lớp đầu tiên đo được đã làm giảm sự ion hóa, nhưng cuối cùng ông đạt tới chỗ thêm một lớp gây ra một sự khác biệt nhỏ, mặc dù một lượng đáng kể bức xạ ban đầu vẫn truyền qua. Rutherford kết luận rằng phóng xạ phải có ít nhất hai thành phần, một thành phần có khả năng đâm xuyên hơn thành phần kia. Ông đặt tên cho hai thành phần đó là tia alpha và tia beta theo tên hai kí tự đầu tiên của bảng chữ cái Hi Lạp, với tia alpha là thành phần dễ bị chặn hơn.
Năm 1898, tên tuổi Rutherford trở nên nổi tiếng khắp thế giới vật lí, và ông được phong giáo sư và cấp một phòng thí nghiệm riêng tại trường Đại học McGill ở Montreal. Ông sớm bắt đầu làm việc với một vị kĩ sư trẻ, R. B. Owens, người đang nghiên cứu phóng xạ phát ra từ thorium trong khi Rutherford nghiên cứu với uranium. Owens quan sát thấy một hiệu ứng kì lạ : bức xạ thorium nhạy với các dòng không khí trong phòng thí nghiệm.
Trích từ quyển Lịch sử Vật lí thế kỉ XX của  Alfred B. Bortz, Ph. D.

Nhà khoa học của thập niên 1900 : Albert Einstein (1879-1955)

Diện mạo khác thường của Albert Einstein và gương
mặt gây ấn tượng khiến ông trở thành nhân vật yêu
thích  của  thợ  nhiếp  ảnh  trong  suốt  cuộc  đời  ông.

"Người đó là một Einstein!" Câu nói đó, dùng để mô tả một thiên tài sáng tạo, là một chứng cứ cho sự ảnh hưởng lâu dài của Albert Einstein, nhà vật lí, người đã làm thay đổi nền khoa học của ông qua khả năng tìm ra một viễn cảnh mới từ đó xem xét các quan sát cũ. Nhưng suốt thế kỉ 20 và cả trong thời nay, những hình ảnh phổ biến cũng miêu tả Einstein là kẻ lập dị. Ông là vị giáo sư vận áo vét, đi xe đạp, nói giọng Đức, luôn ám ảnh bởi các phương trình và không thèm phủi bụi phấn trên quần áo của mình, mái tóc hoa râm để tự nhiên của ông cứ thổi lên trong gió.
Nhưng câu chuyện cuộc đời của Einstein thì phức tạp hơn, vì ông không chi sống qua những biến đổi dữ dội trong nền văn hóa và chính trị thế giới, mà ông còn có tầm ảnh hưởng lâu dài lên chúng nữa. Chào đời ở Ulm, Đức, vào ngày 14/03/1879, cách nhìn nhận thế giới khác thường của Einstein luôn gây rắc rối cho ông trong trường học. Vì tư tưởng của ông thường để ở đâu đâu, nên một số thầy giáo nghĩ là ông chậm tiến. Trong thời niên thiếu của mình, ông đã học một trường Gymnasium (gim-NAH-zium, tiếng Đức nghĩa là trường trung học) ở Munich, nhưng ông đã nổi loạn chống lại phương pháp độc đoán của nhà trường. Thái độ bất kính của ông khiến một số thầy giáo phát biểu rằng ông sẽ chẳng làm nên cơm cháo gì sau này.
Khi công việc làm ăn thua lỗ khiến cha ông phải dời cả gia đình đến Milan, Italy, chàng trai trẻ Albert vẫn ở lại để hoàn tất chương trình học tại trường Gymnasium, nhưng rồi ông cũng sớm ra đi để đoàn tụ với gia đình. Ông có thể tốt nghiệp bằng cách tiếp tục học ở Italy, nhưng năm 1896, vì bực bội với nền văn hóa Đức, ông đã kí giấy từ bỏ tư cách công dân Đức của mình và cùng với nó là bất cứ thứ quyền gì để học lấy bằng cấp.
Tuy vậy, ông đã tham gia các kì thi kiểm tra đầu vào của Viện Bách Khoa Zurich ở Thụy Sĩ, nhưng ông không đỗ. Ông được nhận vào một trường trung học Thụy Sĩ ở Aarau và thả sức tung tăng trong môi trường thoải mái hơn của nó. Với sự chuẩn bị tốt hơn, ông đã đi thi lại và đỗ vào Viện Bách Khoa Zurich ở lần thi thứ hai. Ông nhận thấy khóa học tại viện thật hấp dẫn, nhưng các giờ giảng thì không hay chút nào. Vì thế, ông bỏ qua đa số các buổi lên lớp của mình và tự tìm đọc những quyển sách quan trọng. Ông vượt qua các kì thi cần thiết để cấp bằng vào mùa thu năm 1900.
Sau khi tốt nghiệp, ông muốn được thuê làm trợ lí cho một trong các giáo sư vật lí của ông, nhưng công việc đó không bao giờ đến với ông. Điều đó không có gì bất ngờ. Một giáo sư vật lí đã có lần nói với ông, "Cậu là một chàng trai thông minh, Einstein, một chàng trai rất thông minh. Nhưng cậu có một khuyết điểm rất lớn : cậu không để cho bản thân mình nói lên bất cứ điều gì cả".
Einstein đảm nhận hai công việc giảng dạy tạm thời trước khi tìm được chỗ làm lâu dài là một chuyên viên kĩ thuật, hạng ba, ở văn phòng Cấp bằng sáng chế Thụy Sĩ, vào năm 1902. Công việc ấy cho phép ông có nhiều thời gian suy nghĩ về những câu hỏi lớn của vật lí học và nghiên cứu luận án tiến sĩ của ông tại trường Đại học Zurich. Năm 1905, ông hoàn thành luận án tiến sĩ của mình và công bố ba bài báo nổi tiếng trên tập san khoa học Annalen der Physik (Biên niên Vật lí học) làm thay đổi tận gốc rễ nền vật lí học.
những bài báo đó, cộng với luận án tiến sĩ của ông được công bố năm 1906, đã mang đến cho Einstein tiếng tăm trong giới vật lí. Ông nhận một loạt danh hiệu giáo sư, bắt đầu tại trường Đại học Zurich năm 1909, sau đó tại trường Đại học Karl-Ferdinand ở thủ đô Prague của Czech, rồi trở lại ở Viện Bách Khoa Zurich. Năm 1913, Max Planck và Walter Nernst (1864-1941), một nhà vật lí Đức hàng đầu khác, đã mang đến cho Einstein cơ hội thiết lập và lãnh đạo một viện vật lí ở Berlin. Ông bất đắc dĩ trở lại nước Đức, nhưng vị trí đó quan trọng nên không thể từ chối được. Ở Berlin, ông sớm tiến hành công trình nghiên cứu mang lại tiếng tăm ho ông trên toàn thế giới. Ông đã mở rộng lí thuyết tương đối của mình để bao gồm cả sự hấp dẫn, và nó đã đến kết luận rằng các tia sáng bị bẻ cong trong một trường hấp dẫn.
Theo lí thuyết đó, một chùm ánh sáng sao đi qua gần Mặt trời sẽ không đi thẳng mà bị lệch về phía Mặt trời một lượng đủ lớn để đo được trên Trái đất này. Nó là một tiên đoán lạ lùng nhưng khó kiểm tra vì ánh sáng sao mờ nhạt sẽ không trông thấy được trong ánh chói của Mặt trời - ngoại trừ những lúc nhật thực toàn phần hiếm khi xảy ra. Năm 1919,  hai đội nhà vật lí ở hai bờ Đại Tây Dương (ngoài khơi Tây Phi và ở Brazil) đã quan sát một số ngôi sao trong kì nhật thực và đo chính xác sự bẻ cong mà Einstein đã tiên đoán. Những tờ báo lớn đã đưa tin về khám phá đó và đưa tên tuổi Einstein đi khắp thế giới.
Einstein giành giải Nobel Vật lí năm 1921, không phải cho lí thuyết tương đối đã mang tên tuổi ông đi khắp thế giới, mà cho cách giải thích của ông về hiện tượng quang điện. Danh tiếng của ông trở nên rất quan trọng sau này trong cuộc đời ông. Ông sinh ra là một người Do Thái, mặc dù ông thích tự gọi mình là "người không có đức tin tôn giáo" và nói không hề có một Đức Chúa cá nhân nào nhưng "hết sức khâm phục cho cấu trúc của thế giới trước nay như khoa học có thể tin vào nó". Vào những năm 1930, những người thuộc dòng dõi Do Thái phải đối mặt trước sự khủng bố dưới chính quyền phát xít của Adolf Hitler ở Đức, nên Einstein biết rằng đã đến lúc ông phải rời bỏ quê hương của mình lần nữa. Tiếng tăm của ông đã mở rộng của cho ông lưu trú ngắn hạn ở Bỉ, Anh và California trước khi ông đặt chân đến Viện Nghiên Cứu Cao cấp tại trường Đại học Princeton ở New Jersey.
Trong Thế chiến thứ hai, Einstein là người đứng đầu trong số các nhà khoa học thuyết phục tổng thống Mĩ Franklin D. Roosevelt phát triển bom nguyên tử trước khi phe Quốc xã có thể chế tạo. Nhưng thiên hunogws chính trị của ông luôn nghiêng về xu hướng hòa bình. Sau chiến tranh, ông đã sử dụng vinh dự cá nhân của ông để trở thành một tiếng nói đầy sức mạnh chống lại sự phát triển vượt mức các vũ khí hạt nhân và ủng hộ cho hòa bình thế giới. Ông vẫn ở Princeton cho đến khi qua đời vào hôm 17/04/1955.
Trích từ quyển Lịch sử Vật lí thế kỉ XX của  Alfred B. Bortz, Ph. D.

Chủ Nhật, 1 tháng 12, 2013

Những nguyên lý cơ bản của từ học

1. Tĩnh điện (Electrostatics)
2. Cảm ứng từ
3. Các phương trình Maxwell 
4. Sự tương tự giữa điện và từ
5. Bức tranh cổ điển - một electron
6. Bức tranh cơ học lượng tử - một electron
7. Các nguyên tử hay ion có nhiều electron
8. Độ cảm từ Curie 
9. Các nguyên tử trong một phân tử hoặc trong một tinh thể
10. Các vật liệu từ trong từ trường
11. Tương tác trao đổi
12. Tương tác trao đổi : trật tự từ
13. Các hợp kim sắt từ - Đường cong Slater-Pauling
14. Các nguyên tố đất hiếm từ

Các mốc lịch sử Vật lý (XIX - XX)

Bình minh của vật lí học hiện đại - Thập niên 1900
1895 Rontghen khám phá tia X
1896 Becquerel khám phá sự phóng xạ
1897 Thomson phát hiện tia catot là dòng tích điện âm (electron)
1898 Rutherford khám phá tia alpha và beta
1900 Planck đề xuất "lượng tử" như công cụ toán
1899 - 1900 Rutherford khám phá tia gamma
1902 Lenard khám phá hiệu ứng quang điện
1905 "Năm hoàng kim" của Einstein : lượng tử ánh sáng và hiệu ứng quang điện, chuyển động Brown và sự tồn tại nguyên tử, thuyết tương đối đặc biệt
1907 (1900-1907) Rutherford và Soddy nghiên cứu sự biến đổi phóng xạ của các nguyên tố
1909 Rutherford, Geiger, Marden bắt đầu thí nghiệm tán xạ alpha từ đó khám phá hạt nhân nguyên tử.
         Kamerlingh Onnes tạo ra Helium lỏng
1910 Wulf phát hiện tia vũ trụ

Những quan điểm mới về vật chất - Thập niên 1910
1911 Rutherford mô tả mô hình hạt nhân nguyên tử
         Kamerlingh Onnes phát hiện sự siêu dẫn ở thủy ngân
1912 (1911-1912) Hess đo tia vũ trụ ở độ cao lớn trong khinh khí cầu
1913 Bohr phát triển một mẫu nguyên tử giải thích quang phổ vạch của Hidro bằng cách giới hạn electron vào những mức năng lượng cho phép
         (1912-1913) Von Laue và Braggs khám phá và phát triển kĩ thuật nhiễu xạ tia X
         Stark quan sát thấy sự tách vạch phổ trong điện trường mạnh
1914 Slipher quan sát thấy sự dịch chuyển về phía xanh đỏ của quang phổ các tinh vân xoắn ốc
1915 Einstein công bố thuyết tương đối rộng
         Wegener công bố thuyết trôi dạt lục địa
1916 (1913-1916) Sommerfeld tinh chỉnh mẫu nguyên tử Bohr để giải thích sự tách phổ
1919 Hai chuyến thám hiểm chụp ảnh các vì sao trong kì nhật thực toàn phần, xác nhận tiên đoán của Einstein về không- thời gian cong
1920 Rutherford tiên đoán sự tồ tại của neutron

Cuộc cách mạng lượng tử - Thập niên 1920
1922 Thí nghiệm Stern - Gerlach tạo ra sự phân tách chùm nguyên tử Ag trong từ trường
1923 Thí nghiệm Compton chứng minh rằng ánh sáng có xung lượng và năng lượng
1924 De Broglie đề xuất vật chất giống như ánh sáng vừa có tính sóng vừa có tính hạt
1925 Goudsmit và Uhienbeck chứng minh rằng spin là nguyên nhân gây hiệu ứng Zeeman dị thường
         Pauli đề xuất nguyên lí loại trừ giải thích bản chất tuần hoàn nguyên tố
         Payne kết luận Mặt trời chủ yếu cấu tạo từ Hidro và Heli
1926 Schrodinger đề xuất mô hình hàm sóng của vật chất và phương trình tương ứng mô tả các định luật của chuyển động và cơ học cho những vật như thế
         G.P. Thomas, Davission và Garmer độc lập phát hiện tính chất kiểu sóng của electron trong tinh thể
         Các nhà vật lí bắt đầu sử dụng thuật ngữ photon cho lượng tử ánh sáng theo đề xuất của Lewis
         Goddard phóng thành công tên lửa đầu tiên
1927 Heisenberg đề xuất nguyên lí bất định
1928 Phương trình Dirac kết hợp thuyết tương đối và cơ học lượng tử cung cấp nền tảng lí thuyết cho spin và tiên đoán phản vật chất
1929 Hubble phát hiện vũ trụ đang giãn nở
1930 Pauli tiên đoán sự tồn tại neutrino
         (1930-1931) Thí nghiệm Bothe và Becker tạo ra chùm hạt trung hòa đâm xuyên bằng cách dùng hạt alpha bắn phá berylium . Joliot và Curie lặp lại thí nghiệm phát hiện rằng chùm hạt đánh bật proton ra khỏi parafin

Các hạt cơ bản và nền chính trị thế giới - Thập niên 1930
1931 Lawrence nghĩ ra và chế tạo cyclotron đầu tiên
         Chandrasekha tiên đoán sự tồn tại các lỗ đen
         Ruska và Knoll phát minh kính hiển vi điện tử
1932 Chadwick nghi ngờ, sau đó chứng minh được các thí nghiệm Bothe-Becker và Joliot-Curie đang tạo ra neutron
         Anderson phát hiện positron, hạt phản vật chất đầu tiên
         Cockroft và Walton sử dụng chùm photon năng lượng cao, là những nhà vật lí đầu tiên phá vỡ hạt nhân
1933 (1933-1934) Fermi phát triển và công bố lí thuyết phân rã beta gộp cả neutrino vào và đề xuất lực hạt nhân yếu
1934 Zwicky và Beede tiên đoán sự tồn tại của sao neutron
1935 (1934-1935) Fermi dùng những chùm neutron chậm bắn phá các nguyên tố khác nhau, tạo ra những nguyên tố tổng hợp đầu tiên, neptunium và plutonium, và đưa đến kĩ thuật phòng thí nghiệm mới gọi là phân tích hoạt hóa neutron
         Yukawa phát triển lí thuyết lực hạt nhân mạnh
1936 Anderson và Neddermeyer phát hiện một hạt trong tia vũ trụ gọi là mesotron vì khối lượng trung bình của nó (sau này mang tên muon)
1937 Kapitza quan sát thấy sự siêu cháy ở Heli lỏng
1938 Hahn và Stassman thực hiện các thí nghiệm với kết quả khác thường mà Meitner và Filsch ghi nhận là do một hiện tượng phân hạch hạt nhân chưa phát hiện
1939 Lawrence hình dung ra synchrocyclotron mặc dù nó không được chế tạo cho đến sau thế chiến thứ II
         Các nhà khoa học và chuyên gia quân sự nhìn thấy tiềm năng sản xuất vũ khí đầy sức mạnh dựa trên phản ứng dây chuyền hạt nhân
         Bethe phát triển lí thuyết các quá trình hạt nhân xảy ra bên trong những ngôi sao bình thường trong thời gian sống của chúng

Vật lí học trong thời kì chiến tranh - Thập niên 1940
1942 Feymann phát triển một dạng thức mới cho sắc động lực học lượng tử (QED)
1943 Tomonaga độc lập phát triển lí thuyết QED mới nhưng không nhận ra tầm quan trọng của nó mãi đến năm1948 khi ông đọc một bài tạp chí giải thích công trình của Lamb
1945 (1942-1945) Dự án Manhattan dẫn đến sự phát triển bom nguyên tử
1947 Lamb mô tả sự dịch chuyển vạch phổ đối với Hidro, dịch chuyển Lamb tỏ ra thiết yếu trong việc tìm hiểu QED
         Powell và Occhialini phát hiện ra các meson + và - mà Yukawa đã tiên đoán, gọi là pion
         Rachester và Butter phát hiện meson K+, K-, trung hòa, gọi chung là kaon
1948 Schwinger đưa ra khái niệm "tái chuẩn hóa" là một phương thức xử lí các vô hạn trong lí thuyết QED trước đó, cùng với Feymann đã chỉ ra được làm thế nào lí thuyết của họ giải thích được dịch chuyển Lamb, trong khi Dyson chứng tỏ rằng những phương pháp tiếp cận khác nhau của họ là tương đương
         Shockley, Brattain và Bardeen phát minh transitor
1949 Bjorkland phát hiện pion trung hòa
         (1948-1949) Gaeppert - Mayer và Jensen phát triển lí thuyết đặt cơ sở cho mô hình lớp vỏ của các mức năng lượng hạt nhân
1950 Fred Hoyle đặt ra cái tên Big Bang để chế giễu một lí thuyết vũ trụ mà ông nghi ngờ

Vật lí học và sự phát triển những công nghệ mới - Thập niên 1950
1951 Nhóm Butter tại Manchester phát hiên hạt lambda
1952 Máy tính Univac được sử dụng phân tích kết quả bầu cử tổng thống
         Quả bom khinh khí đầu tiên
         Synchrotron đầu tiên
         Buồng bọt đầu tiên
1953 Watson và Crick mô tả cấu trúc xoắn của ADN xác định bằng kĩ thuật tinh thể học tia X
1954 Radio bỏ túi đầu tiên được bày bán
         Tàu ngầm hạt nhân đầu tiên hạ thủy
         Gell-Mann và Nishijina độc lập nhau đề xuất tính chất lượng tử được bảo toàn mà Gell-Mann đặt tên là "tính lạ"
         Townes và Schawdow phát minh ra maser tiền thân dạng vi sóng của laser
1956 Cowan và Reines phát hiện neutrino và phản neutrino
1957 Bardeen, Cooper và Schieffer phát triển lí thuyết BCS của sự siêu dẫn
         Nhà máy điện hạt nhân thương mại đầu tiên
         Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên
         Năm quốc tế Vật lí địa cầu
         (1953-1957) Hoyle và đồng nghiệp phát triển lí thuyết chi tiết của sự nhiệt hạch trong các ngôi sao
1958 Nước Mĩ phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên của mình
1959 Noyce và Kiby phát minh mạch tích hợp bán dẫn
         (1952-1959) Khám phá hoặc dò ra một vài baryon đầu tiên : xi trừ (1952), sigma +, - (1953), phản proton (1955), phản neutron (1956), sigma không (1956), phản lambda (1958), xi không (1959)

Kỉ nguyên chinh phục và thám hiểm - Thập niên 1960
1961 Gell-Mann công bố lí thuyết đặt cơ sở cho sự đối xứng của các tính chất của baryon (phát triển độc lập Neeman) gọi là "phương pháp gấp tám"
1962 Các neutrino muon được phát hiện tại phòng thí nghiệm Brookhaven
         Josephon mô tả hiệu ứng siêu dẫn lượng tử có tầm quan trọng công nghệ ngày nay mang tên ông
1964 Đội Brookhaven phát hiện hạt omega -, xác thực lí thuyết Gell-Mann
         Gell-Mann và Zweig độc lập đề xuất các baryon cấu tạo gồm ba hạt nhỏ hơn. Gell-Mann gọi là quark
         Higgs lí thuyết hóa sự tồn tại của một trường và các boson gọi là "trường Higgs" và "boson Higgs", cái gây ra khối lượng các hạt.
1965 Penzias và Wilson phát hiện bức xạ nền vũ trụ
1966 Nhóm Hoyle tính ra sự dồi dào He và H giữa các vì sao, kết quả ủng hộ cho lí thuyết Big Bang
1967 Davis xây dựng máy dò neutrino cỡ lớn, ở sâu trong lòng đất tại mỏ vàng Homestake, Nam Dakota
1969 Những người đầu tiên đặt chân lên Mặt trăng và về Trái Đất an toàn
1970 (1961-1970) Buồng tia lửa điện, phát triển tại CERN và hoàn thiện tại các phòng thí nghiệm máy gia tốc trên Thế Giới, làm tăng khả năng phát triển và đo đạc các tương tác và biến đổi hạ nguyên tử
         Glashow và học trò công bố lí thuyết thống nhất lực điện tử và lực hạt nhân yếu, tiên đoán sự tồn tại quark duyên và boson Z

Bắt đầu một sự tổng hợp mới - Thập niên 1970
1972 (1968-1972) Các thí nghiệm tán xạ tại SLAC và CERN xác nhận thành phần ba quark của các baryon
1971 Texas Instrument bán ra chiếc máy tính bỏ túi đầu tiên
1974 Richter và Ting phát hiện hạt J/Psi, hạt hạ nguyên tử đầu tiên được biết có chứa quark duyên
         Thí nghiệm Clauser xác định sự vướng víu lượng tử thật sự xảy ra
1975 Pert phát hiện ra hạt tau, thành viên nặng nhất của họ hàng lepton
1977 Lederman phát hiện upsilon, hạt hạ nguyên tử đầu tiên được biết có chứa quark đáy
         Hãng Apple giới thiệu máy Apple II khai sinh kỉ nguyên máy điện toán cá nhân
1978 Tập đoàn FONAR giới thiệu những dụng cụ ghi ảnh cộng hưởng từ hạt nhân (MRI) đầu tiên
1979 Các nhà nghiên cứu tại DESY phát hiện bằng chứng thuyết phục đầu tiên của gluon
1980 (1971-1980) Các sứ mệnh vũ trụ lên Mặt trăng và đa số các hành tinh khác tiếp tục, dẫu việc hạ cánh và thám hiểm Mặt trăng của loài người kết thúc năm 1972
         Đội Alvarez lí thuyết hóa, dựa trên sự phân tích hoạt tính neutron của đá, sự tuyệt chủng hàng loạt vào cuối kỉ Creta là hậu quả vụ va chạm thiên thạch

Mở rộng tầm ảnh hưởng - Thập niên 1980
1981 Guth đề xuất lí thuyết lạm phát vũ trụ Schwars và Green đề xuất lí thuyết siêu dây
         Binnig và Robrer phát minh ra kính hiển vi quét chui hầm cho phép ghi ảnh bề mặt ở cấp độ nguyên tử
1982 Thí nghiệm Aspect xác nhận sự vướng víu lượng tử
1983 Các nhà nghiên cứu Comell phát hiện meson B trung hòa và B- những hạt đầu tiên được biết có chứa quark đáy
         Các nhà nghiên cứu CERN phát hiện boson W và X xác nhận lí thuyết thống nhất lực điện tử và lực hạt nhân yếu.
1986 (1984-1986) Nghiên cứu mở rộng về lí thuyết siêu dây là một kĩ thuật mô tả mọi hạt hạ nguyên tử và các tương tác
         Bednorz và Muller phát hiện sự siêu dẫn ở những nhiệt độ cao kỉ lục ở các chất ceramic
1987 Super-Kamiokande phát hiện các neutrino đến từ sao siêu mới 1987A
1988 Hawking cho xuất bản cuốn Lược sử thời gian
1989 Super-Kamiokande phát hiện một số nhưng không phải tất cả, neutrino Mặt trời còn thiếu

Các kết nối vũ trụ - Thập niên 1990
1991 Dự án Torus cảu liên minh châu Âu tạo ra những xung năng lượng duy trì đầu tiên phát ra từ một lò phản ứng nhiệt hạt nhân có điều khiển
1993 (1990-1993) Bắt đầu xây dựng siêu máy va chạm siêu dẫn, nhưng cuối cùng bị hủy
         (1989-1993) Vệ tinh Tàu khảo sát Nền vi sóng vũ trụ COBE thu thập dữ liệu tiết lộ cấu trúc vĩ mô của vũ trụ
1994 Sao chổi Shoemaker-Levy9 va chạm Mộc tinh, làm tăng mối lo về khả năng xảy ra tương tự đối với Trái đất
1995 Các nahf nghiên cứu Fermilab phát hiện quark top
1996 Các nhà khoa học NASA đưa ra khẳng định gây tranh cãi rằng các cấu trúc trong một thiên thạch, giải phóng từ Hỏa tinh, xác nhận rằng hành tinh trên từng có sự sống ở dạng vi khuẩn
1998 Dự án khảo sát Bầu trời số 8 Sloan bắt đầu hoạt động
1999 Phát hiện hành tinh ngoài hệ mặt trời đầu tiên
2000 Các nhà nghiên cứu Fermilab phát hiện neutrino tau
2001 (1995-2001) Lên kế hoạch và phóng tàu khảo sát vi sóng Phi đẳng hướng Wilkinson (WMAP) nghiên cứu chi tiết hơn bức xạ phát ra từ Big Bang
2002 Máy dò neutrino Sudbury xác nhận sự dao động neutrino, nhờ đó chứng thực rằng không có thế hệ tiếp theo của các hạt hạ nguyên tử, ngoài ba họ lepton, baryon, các boson chuẩn của mô hình chuẩn
2005 Các nhà Vật lí kỉ niệm "Năm Vật lí Quốc tế" nhân 100 năm "Năm huyền diệu" của Albert Einstein

Trích từ quyển Lịch sử Vật lí thế kỉ XX, Alfred B. Bortz, Ph.D., bản do Trần Nghiêm dịch trên thuvienvatly.com