Đại học Chicago vinh danh nhà vật lý Việt Nam Đàm Thanh Sơn

Ảnh giới thiệu giáo sư Đàm Thanh Sơn trên trang web của Đại học Chicago - Ảnh: news.uchicago.edu

Đàm Thanh Sơn là người thứ 19 nhận được danh hiệu giáo sư đại học của Đại học Chicago. Trong hai năm 2011-2012, chỉ có bốn người nhận được vinh dự ấy là Haun Saussy, Augusta Read Thomas, Kenmeth Pomeranz và Đàm Thanh Sơn. Trong số bốn người thì ba người nghiên cứu về sử học, văn học; chỉ riêng Đàm Thanh Sơn về vật lý.

Nhà khoa học "chim trời"

Đưa tin sự kiện này, trang web của Đại học Chicago cũng nêu rõ: học hàm giáo sư đại học được phong cho những nhà nghiên cứu, các học giả từ những đại học hoặc viện nghiên cứu khác, những "người nổi bật bởi các thành tích xuất sắc được quốc tế thừa nhận cũng như tầm ảnh hưởng sâu rộng của họ".

Gần đây, Đại học Chicago đề ra một kế hoạch đầy tham vọng nhằm tuyển dụng các nhà khoa học xuất sắc nhất trên khắp thế giới về làm việc. Đại học Chicago vừa thành lập một trung tâm liên kết các chuyên ngành trong vật lý học, nhằm thực hiện các nghiên cứu đa ngành, liên ngành; và việc bổ nhiệm nhà vật lý lý thuyết Đàm Thanh Sơn làm giáo sư vật lý đã được đưa ra cùng lúc với quyết định thành lập trung tâm này. Phát biểu trên trang web của Đại học Chicago, nhà vật lý Đàm Thanh Sơn cho biết chính tính chất đa ngành, liên ngành ấy lôi cuốn ông về làm việc ở Đại học Chicago (*).

Sự sâu sắc và tao nhã trong các công trình của Đàm Thanh Sơn được các nhà vật lý Chicago đánh giá cao. Ông đã vận dụng những kiến thức trong nhiều chuyên ngành vật lý tưởng chừng không liên quan gì với nhau như vật lý hạt cơ bản, vật lý chất đặc, lý thuyết về lỗ đen, lý thuyết siêu dây, nguyên lý toàn ảnh, vũ trụ học và vật lý thiên văn, thủy động lực học, siêu dẫn... để giải quyết những bài toán cực kỳ phức tạp của vật lý học hiện đại - những bài toán lớn mà nếu chỉ nắm được kiến thức một chuyên ngành thôi thì không giải quyết nổi.

Một số nhà nghiên cứu lịch sử khoa học thế giới cho rằng có hai dạng nhà khoa học: nhà khoa học "ếch giếng" suốt đời nhìn sâu và tìm kiếm trong một lĩnh vực hẹp, và nhà khoa học "chim trời" có cái nhìn rộng xa mà vẫn tường minh - cả hai đều rất cần cho khoa học và cho xã hội. Đàm Thanh Sơn thuộc dạng thứ hai...

Ngày 8-8, phát biểu nhân công bố quyết định bổ nhiệm giáo sư Đàm Thanh Sơn, giáo sư Paul Wiegmann, giám đốc Viện James Franck thuộc Đại học Chicago, nhận xét: "Do hạn chế về đào tạo, các nhà vật lý thường chỉ được trang bị kiến thức một chuyên ngành. Người này chuyên vật lý chất đặc, người kia chuyên vật lý năng lượng cao.

Tuy nhiên, những nhà vật lý lỗi lạc thường nhìn thấu tính tương đồng giữa các chuyên ngành dị biệt. Những con người ấy có thể nhảy từ chuyên ngành này sang chuyên ngành kia trong sự nghiệp nghiên cứu của mình, hoặc có thể cùng lúc làm việc ở nhiều nhóm nghiên cứu khác nhau, giải quyết nhiều vấn đề khác nhau theo nhiều phương pháp khác nhau. Ngày nay, các nhà vật lý đều thừa nhận tính hiệu quả cao của cách tiếp cận liên ngành nhưng không mấy ai làm được, không mấy ai có năng lực nhìn xuyên suốt nhiều chuyên ngành. Thế mà Đàm Thanh Sơn làm được".

Công trình kỳ diệu về thể lỏng của "vũ trụ sơ sinh"

Đầu năm 2005, P. K. Kovtun, D. T. Son và A. O. Starinets (về sau được goi là nhóm KSS) công bố một khám phá mới về một mô hình lỗ đen lỏng (liquid black hole) trong không - thời gian 11 chiều (11-dimensional space-time) trên tạp chí vật lý đỉnh cao thế giới Physical Review Letters (**).

Bài báo tuy ngắn nhưng ngay lập tức gây tiếng vang lớn trong giới bác học chuyên sâu, do tính đột phá mở đường của nó. Các tạp chí thông tin khoa học có ảnh hưởng rộng như Physics Today (tháng 5-2005), Physics World (6-2005)... đều có bài viết về công trình này.

Tờ New Scientist số tháng 3-2005 đăng bài của Jenny Hogan nhan đề "Exotic black holes spawn new universal law" (Những lỗ đen ngoại lai dẫn tới quy luật mới phổ quát) (***). Tác giả dùng từ exotic (ngoại lai) là vì đây chưa hẳn là lỗ đen có thật trong thực tại, mà chỉ là một "lỗ đen" được mô hình hóa bằng lý thuyết dây (string theory) trong không - thời gian 11 chiều, nhằm mô tả một chất lỏng tương tác mạnh, chất lỏng quark - gluon, vẫn được coi là tồn tại trong không - thời gian 4 chiều.

Tháng 11-2005, trên tạp chí Scientific American, Juan Maldacena, nhà vật lý Mỹ rất nổi tiếng, cho in một bài tổng quan, trong đó sau khi nhắc tới khám phá của nhà bác học Anh lừng danh Stephen W. Hawking về lỗ đen liền nhắc đến phát minh của Đàm Thanh Sơn, nhà bác học người Việt Nam làm việc tại Mỹ, về thể lỏng của "Vũ trụ sơ sinh".

Các tạp chí thông tin khoa học ở nước ta như Vật Lý Ngày Nay, Hoạt Động Khoa Học... cũng đã kịp thời và trân trọng đưa tin về phát minh của Đàm Thanh Sơn.

Khẳng định qua thực nghiệm

Sử dụng lý thuyết siêu dây (superstring theory) trong không - thời gian 11 chiều (10 chiều không gian và 1 chiều thời gian), nhóm Đàm Thanh Sơn đã tính toán được chính xác rằng vật chất do RHIC tạo ra đúng là một chất lỏng, gần như lý tưởng, có tỉ số độ nhớt với mật độ entropy là một hằng số (constant) liên quan với hai hằng số cơ bản trong thế giới lượng tử, là hằng số Planck và hằng số Boltzmann.

Mấy năm gần đây, Trung tâm Máy va chạm ion nặng tương đối tính (Relativistic heavy ion collider, viết tắt là RHIC) - một loại máy gia tốc - của Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven ở Upton, New York, đã tạo ra được vật chất ở nhiệt độ cao chưa từng có trên Trái đất. Mục đích của thí nghiệm này là tái lập trạng thái từng tồn tại trong 10 micro giây đầu tiên sau Big Bang từ đó dần dần hình thành vũ trụ của chúng ta.

Các kết quả của Brookhaven công bố tại hội nghị Hội Vật lý Mỹ tháng 4-2005 ở Tampa, Florida, lưu ý về những tính toán tương thích của lý thuyết dây do nhóm KSS thực hiện. Đây là lần đầu tiên lý thuyết dây được nhắc tới trong thông báo của một cuộc thí nghiệm lớn, kéo dài cả năm...

Tháng 5-2010, tờ Physics Today, tạp chí của Hội Vật lý Mỹ, đã in ba bài liền trong cùng một số ca ngợi công trình của nhóm KSS - một điều rất hiếm thấy. Những tính toán lý thuyết của giáo sư Đàm Thanh Sơn và hai tiến sĩ cộng sự đã được kiểm chứng bằng hai thực nghiệm ở hai thái cực trái ngược nhau, một bên ở nhiệt độ cực lớn (hàng tỉ độ K, tại RHIC), và bên kia ở nhiệt độ cực nhỏ (một vài phần triệu độ K, tại Đại học Duke). 

Cả hai thực nghiệm ở hai đối cực đều quan sát được một dòng chảy gần như hoàn hảo và đo lường được độ nhớt của nó. Độ nhớt ấy chỉ phụ thuộc vào hai hằng số cơ bản là hằng số Planck và hằng số Boltzmann.

Giáo sư Phạm Xuân Yêm, nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng ở Đại học Paris 6, trong bài bình luận dài về sự kiện này dưới nhan đề "Một quy luật phổ quát trong vật lý?" đã nhận định: "Những thí nghiệm kiểm tra của RHIC và Đại học Duke đã xác nhận sự đúng đắn của công trình lý thuyết của Đàm Thanh Sơn và hai cộng sự (nhóm KSS), một công trình phong phú, mang tính phổ quát, đáp ứng được nhiều hệ thống vật lý rất khác biệt. 

Nó đòi hỏi các tác giả phải có một kiến thức vừa sâu sắc vừa tổng thể, bao trùm nhiều ngành vật lý và thấu triệt nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau để đặt đúng vấn đề và giải thích thỏa đáng, cũng như tiên đoán những hiện tượng mới mẻ quan sát, đo lường được bởi thực nghiệm. 

Công trình của nhóm KSS mở đường cho một loạt nghiên cứu về những địa hạt tưởng chừng không chút liên hệ với nhau (thủy động lực học, vũ trụ học và vật lý thiên văn, siêu dây và hạt, siêu dẫn và vật lý chất đặc, chất hạt nhân) nhưng mang một đặc tính chung, phổ quát và cơ bản".

Giáo sư Yêm coi kết quả mà nhóm KSS đạt được là "kỳ diệu".

Giáo sư Nguyễn Văn Liễn, Viện Vật lý Việt Nam, cũng đánh giá rất cao kết quả của nhóm KSS. Theo ông, thành công cơ bản của nhóm này là đã đưa ra một hằng số mới mà ngày nay giới vật lý tạm gọi là hằng số KSS. Hằng số này chỉ phụ thuộc vào hai hằng số cơ bản là hằng số Planck và hằng số Boltzmann, nghĩa là rất tổng quát, không hề phụ thuộc vào bản chất của hệ khảo sát cũng như điều kiện đo.

(*): http://news.uchicago.edu/article/2012/08/08/physics-initiative-launches-hiring-dam-thanh-son?src=newsmodule(**): http://prl.aps.org/abstract/PRL/v94/i11/e111601. (***): http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn7191.