Soi rọi khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ

[yensaokh]

Hệ thống quảng cáo SangNhuong.com

Trong một lĩnh vực khoa học hoàn toàn mới và cực kỳ phức tạp như vật lý thiên văn hạt cơ bản, có một người Việt Nam được các Tạp chí thông tin khoa học có ảnh hưởng rộng trên thế giới như New Scientist rồi Physics Today, to Physics World thích thú giới thiệu. Anh đang giữ chức giáo sư Đại học Washington (Mỹ). Tên anh là Đàm Thanh Sơn.

Nhà khoa học trẻ Đàm Thanh Sơn

Nói "khoảnh khắc đầu tiên" là nói một cách "văn hoa", chứ muốn cho thật chính xác, thì phải nói 10 micro giây đầu tiên của Vũ trụ. Từ Vũ trụ ở đây viết hoa, bởi lẽ nó là tên riêng chỉ cái Vũ trụ nơi ta đang sống.

Trong năm năm gần đây, các nhà vật lý tại Trung tâm Máy gia tốc ion nặng thuộc Phòng thí nghiệm Brookhaven, NewYork, đã tạo ra được vật chất ở nhiệt độ cao chưa từng thấy trên Trái đất. Mục đích của thí nghiệm này là tái tạo trạng thái từng tồn tại trong 10 micro giây đầu tiên sau. Vụ nổ lớn (Big Bang) từ đó dần dần hình thành Vũ trụ này. Trong 10 micro giây ngắn ngủi khó tưởng tượng nổi ấy, các quark và gluon còn ở trạng thái plasma, chứ chưa kết hợp lý thành proton, neutron, rồi nguyên tử, phân tử và cuối cùng thành các vật thể thiên hình vạn trạng quanh ta khi Vũ trụ nguội dần.

Theo lý thuyết trường lượng tử truyền thống, thì vật chất tạo ra trong 10 micro giây đầu tiên của Vũ trụ này phải là chất khí. Nhưng thực tại vật lý lại không phải thể, mà là... chất lỏng!

Brookhaven và các trung tâm vật lý họp tác cùng làm thí nghiệm đó rất nhiều lần, thế mà lần nào kết quả cũng vẫn vậy thôi! Vẫn chỉ thu được chất lỏng, chứ chẳng phải chất khí như tiên đoán lý thuyết! Các nhà thực nghiệm Mỹ đâm ra lúng túng, nấn ná, không dám công bố ngay kết quả, bởi lẽ nó "trái khoáy" với khẳng định như "đinh đóng cột" của lý thuyết trường lượng tử chuẩn mực, kinh điển!

Cho đến đầu xuân năm 2005, khi Đàm Thanh Sơn và cộng sự cho in bài báo khoa học mô hình lỗ đen lỏng trong không - thời gian 10 chiều trên tờ Tạp chí vật lý hàng đầu Physieal Review Letters, thì Brookhaven một lý giải được tường minh kết quả thực nghiệm mà họ vẫn thu được suốt 5 năm qua, nghĩa là vật chất được tạo ra đúng là một chất lỏng!

Nhóm Đàm Thanh Son sử dụng lý thuyết dây trong không - thời gian 10 chiều để tính toán. Điều đáng ngạc nhiên là: tiên đoán lý thuyết của nhóm Sơn trùng khớp với kết quả thực nghiệm của Brookhaven. Do vậy, các kết quả mà Brookhaven công bố tại Hội nghị tháng 4/2005 của Hội Vật lý Mỹ ở Tampo, Florida, đã nhắc tới những tính toán của nhóm Son. Đây là lần đầu tiên lý thuyết dây được ghi nhận trong thông báo của một cuộc thí nghiệm lớn, tinh vi.

Vậy lý thuyết dây (string theory) là gì? Nói một cách "nôm na" là, theo lý thuyết này, thì các hạt cơ bản của vật chất (như proton, neutron, electron...) không phải là những điểm, những "hạt" như người ta vẫn tưởng, mà là những dao động khác nhau của một vật thể một chiều gọi là dây (string). Nét đặc sắc của lý thuyết dây là nó bao hàm được cả lý thuyết tương đối rộng, thống nhất cả bốn tương tác, kể cả tương tác hấp dãn, làm sáng tỏ câu danh ngôn của Albert Einstein "Chúa không chơi trò xúc xắc?, tiến tới xây dựng thành công lý thuyết thống nhất vĩ đại (Grand unified theory).



Tuy nhiên, trở ngại lớn nhất là chưa từng có một bằng chứng thực nghiệm nào xác nhận lý thuyết dãy có liên quan với thực tại vật lý! Theo "lương tri" và "trải nghiệm" của những người bình thường, thì không gian chỉ có 3 chiều, nếu gắn thêm 1 chiều thời gian, thì không - thời gian cũng chỉ có 4 chiều. Thế nhưng, lý thuyết dây lại cho ràng không-thời gian có những... 10 chiều cơ đấy! Chỉ có điều các chiều phụ nén lại, cuộn lại trong một mặt cầu có bán kính tột cùng nhỏ bé, chỉ bằng một phần triệu tỉ tỉ tỉ (10-33) centimét! cho nên "người trần mắt thịt" thì làm sao mà tưởng tượng nổi!

Lần đầu tiên trên thế giới, Đàm Thanh Sơn và cộng sự đã chứng tỏ được rằng lý thuyết dây có ứng dụng thiết thực. Và ứng dựng ấy được một phòng thí nghiệm lớn với máy gia tốc tối tân như Brookhaven xác nhận.

Mặc dù hết sức tốn kém, các cuộc thí nghiệm vẫn đang được tiếp tục nhằm xác minh tiên đoán lý thuyết của nhóm Đâm Thanh Sơn. Nếu nay mai, được thực nghiệm hoàn toàn xác nhận, thì Đàm Thanh Sơn sẽ là người khám phá ra một hằng số mới, một quy luật mới của vật lý học. Một phát minh tầm cỡ đấy chứ?

Đàm Thanh Sơn sinh năm 1969 giữa Hà Nội đạn bom và sơ tán, trong một gia đình trí thức yêu nước và thanh bạch. Thời thơ ấu của Sơn là những tháng năm gian nan mà thánh thiện, "mỗi tấc đất ngày đêm bỏng giẫy/ mỗi lòng người như nước suối trong". Cha anh là giáo sư dược học Đàm Trung Bảo, mẹ là phó giáo sư, tiến sĩ sinh hoá Nguyễn Thị Hảo, chú ruột là giáo sư vật lý Đàm Trung Đồn. Từ nhỏ, Sơn đã bộc lộ năng khiếu toán vượt trội, nếu không muốn nói là "thần đồng?; mới lên lớp 3, đã giải được nhiều bài đại số lớp 12! Sau khi kiểm tra kỹ, Sở Giáo dục đặc cách cho phép cậu bé học nhảy cóc. Là học sinh chuyên toán trường Đại học Tổng hợp Hà Nội, mới 15 tuổi, Sơn đã lọt vào đội tuyển quốc gia đi thi Olympic toán quốc tế tại Prague, đoạt huy chương vàng với số điểm tuyệt đối 42/42.

Lòng đầy mộng ước, Sơn sang Liên Xô, vào học Đại học Lomonosov danh tiếng trên đồi Lênin giữa cánh rừng bạch dương thân cây từng loá như dát bạc. Rồi anh bảo vệ luận án tiến sĩ tại Viện nghiên cứu hạt nhân Matxcơva khi mới 23 tuổi Nào ngờ Liên xô sụp đổ! Thấy anh còn quá trẻ và đầy triển vọng, viện trưởng V. Rubakov, một nhà bác học danh tiếng và là người có "tấm lòng vàng", giúp anh sang Mỹ để có thể tiến xa hơn trên con đường sáng tạo khoa học. Mấy năm đầu đến NewYork, anh vào làm việc tại Đại học Columbia, phụ tá cho GS. Lý Chính Đạo (Tsung Dao Lee), nhà bác học lừng danh người Mỹ gốc Hoa, được tặng Giải thưởng Nobel năm 1956, khi vừa tròn 30 tuần GS. Lý giờ đã bát tuần, hết lòng nâng niu một tài năng trẻ trung tràn trề nhựa sống như Sơn. Nhưng rồi anh đành chia tay ông để chuyển tới Đại học Washington ở Seattle, bên bờ Thái Bình Dương ấm áp, nơi khí hậu dễ chịu hơn đối với một người vốn sinh ra ở vùng nhiệt đới như anh.

Chính tại Seattle, không "ăn theo", "nấp bóng" một ?cây đa cây đề" nào cả, bằng tư tưởng tượng mạnh mẽ của chính mình và những tính toán chi li, cẩn trọng, Đàm Thanh Sơn và cộng sự đã khám phá ra một quy luật mới của vật lý học.

Nguồn: Sài Gòn tiếp thị