|
A series of articles on “Nobel Prizes in Science & Technology” - Part 8 Lise Meitner: Một nhà Khoa học Nhân bản
Trần Trí Năng “Science makes people selflessly for truth and objectivity; it teaches people to accept reality, with wonder and admiration, not to mention the deep awe and joy that the natural order of things brings to true scientist” (Lise Meitner) [1] Bài này mở đầu một loạt bài viết về trường họp của GS Lise Meitner, một nhà khoa học lớn của thế kỷ 20. Cộng đồng khoa học mệnh danh bà là “người mẹ của năng lượng hạt nhân”. Albert Einstein có lần gọi bà là Marie Curie của Đức. Bà đă nỗ lực không ngừng vượt qua thành kiến về phụ nữ đối với những công tác liên quan đến khoa học và giáo dục trong xà hội lúc bấy giờ và sự kỳ thị chủng tộc trong việc đàn áp người gốc Do Thái trong thời kỳ Đức Quốc xă. GS Meitner và GS Otto Haln là hai người người đầu tiên trên thế giới đă khám phá và cắt nghĩa thành công hiện tượng vật ly xảy ra khi urani (uranium) bị bắn phá với nơtron (neutron). Bà Meitner lư luận rằng hạt nhân của urani có thể bị tách ra thành hai hạt nhân nhỏ hơn (gọi là phân hạch của nguyên tử), và cho ra môt lượng năng lượng khổng lồ dựa theo phương tŕnh E=mc2 của Einstein. Thành công này đưa đến việc chế tạo bom nguyên tử dùng trong chiến tranh mặc dù bà chỉ nghĩ đến những ứng dụng cho ḥa b́nh mà thôi. Người cháu và cũng là người cộng tác với bà ở Thụy Điễn – TS Otto Robert Frisch sau này là thành viên của Kế hoạch Manhattan khi ông này tỵ nạn qua Mỹ cùng với một số khoa học gia khác gốc Do Thái kể cả Leó Szilárd. Phân hạch nguyên tử cũng dùng trong việc chế tạo năng lương nguyên tử, nguồn năng lượng phát điện lớn nhất hiện nay. Bà không nhận được giải Nobel vật ly về công tŕnh này ly do chính là v́ bà là người gốc Do Thái và là đàn bà. Thay vào đó người lănh giải này và năm 1944 là TS Otto Hahn, người cộng tác với bà trong nhiều năm. Bà Meitner và TS Hahn được đề cử nhiều lần từ năm 1939; nhưng v́ có nhiều sự bất đồng y kiên trong những người quyết định, măi đến 1944 mới quyết định. Sau khi Hitler lên nắm chính quyền năm 1933, “ngậm bồ ḥn làm ngọt”, bà tiếp tục lao đầu trong công tác nghiên cứu; nhưng chỉ được vài năm, sau cùng vào năm 1938 bà phải trốn khỏi Đức v́ bà là người gốc Do Thái. Với sự giúp đỡ của Haln và một số đồng nghiệp, bà cải trang và “vượt biên” sang Thụy Điễn ở cái tuổi 60 với vỏn vẹn chỉ 10 đồng mark c̣n lại trong ví. TS Haln cũng không tiết lộ mức độ đóng góp khả quan của bà. Ly do v́ sao cũng không rơ: một lẽ v́ lúc đó ngay vào thời điểm Thế Chiến Thứ Hai sắp kết thúc và Haln bị áp lực xă hội và chính trị v́ ông ta không theo phong trào ủng hộ Nazi nên muốn tránh sự hiểu lầm và có thể “bị trừng phạt” nếu có thành tích cộng tác với một khoa học gia gốc Do Thái như bà Meitner; một lẽ nữa có thể chính phủ Đức muốn lấy lại danh dự cho Đức sau bao năm bị kiệt quệ tinh thần và vật chất trong chiến tranh!? Mặc dù không đồng y với quyết định của Hàn Lâm Viện Hoàng Gia Khoa Học Thụy Điển về quyết định “nặt mùi chính trị” này, bà vẫn tiếp tục giữ yên lặng và không bao giờ viết về tiểu sử hay hồi ky ǵ về ḿnh. Nếu không được những người cộng tác tiết lộ rộng răi về công tŕnh đóng góp của bà trong lănh vực phân hạch nguyên tử, th́ chắc chắn sự đóng góp của bà sẽ đi vào quên lăng. Ngoài ra, số nguyên tử 109 trong bản tuần hoàn do bà khám phá được cũng được đặt tên Meitnerium (Mt). Sau này bà nhận nhiều giải thưởng quan trọng và được mời sang Mỹ dạy và có gặp tổng thống Truman. 1. Tản mạn bên lề Về thăm lại con đường cũ. Ḷng chợt thấy nôn nao. Một cái ǵ cảm thấy quá xa nhưng đến thật gần! Hôm nay đây tôi về thăm phố cũ Thăm đường xưa, thăm những bước chân xưa Tôi thương quá những mảng trời quá khứ Những mùa trăng hoa trắng rộn chân về. Từ ga Kyoto, chúng tôi dùng đường JR Nara Sen để đến Fushimi Inari Taisha. Đây là đền thờ những vị thần về lúa và thương mại. Nổi tiếng nhất ở đây là khoảng 10 ngàn cổng torii màu đỏ chói đứng khít bên nhau. Quang cảnh này làm nhớ lại h́nh ảnh của Chiyo-chan chạy tung tăng giữa những torii này trong truyện “Memoirs of a Geisha” [2] Con dốc dẫn đến Fushimi Inari với hàng quán nằm yên tĩnh hai bên. Cơn mưa phùn vừa đến như muốn tắm gội những bụi bặm thành phố. Lác đác vài giọt mưa rơi.Từng hạt. Lại từng hạt. Nhỏ. Trên vai. Trên tóc. Kỷ niệm trở về. Như mời gọi. Xa xưa. Sau bao tháng ngày nay nắng mai mưa. Bước chân tôi đi chầm chậm. Trong mưa. Âm thanh nặng trĩu. Dư thừa. Khi gần đến Taisha, cơn mưa chợt tạnh. Mặt trời vừa thức giấc. Bầu trời trở nên quang đăng với vài mảng nắng vàng lung lay trên cành cây, nhảy múa trên mặt đường. Hai chú chim bồ câu nhảy nhót dễ thương. Ngơ ngát nh́n mọi người đi qua. Rộn ră phố phường. Bắt đâu một ngày mới! Xuyên qua Senbon torri, chúng tôi theo con đường ṃn đi lên đỉnh núi. Người lên kẻ xuống vồn vă hỏi chào. Vài người mặt y phục với chiếc gậy trong tay. Có lẽ họ là những Yamabushi đi hành hương không chừng!? Rừng tre nằm sâu trong thung lũng vi vu. Điệu gió vi vu. Kẻo kẹt như tiếng vơng đu đưa. Mẹ hát ru con ngủ. Những khối đá chồng chất lên nhau thành những tường chắn cao. Hàng lau lao xao. Với rong rêu xanh thắm thử thách màu năm tháng [H́nh ! & 2] . Chúng tôi đi ngang qua nhiều bức tượng Kitsune (chốn) ngậm nhánh lúa và nhiều ngôi đền khác. Đi một đoạn khá lâu, chúng tôi dừng chân ở trạm nghỉ Yotsutsuji. Vài cổng Torii đứng chênh vênh nh́n xuống thành phố Kyoto đang trải dài phía chân trời. Tắm nắng [H́nh 1]. Khoảng một tiếng đồng hồ sau, chúng tôi lên đến đỉnh núi Ichinomine của núi Inariyama. Một buổi sáng trôi qua. Trong vui cười, sảng khoái.
H́nh 1. (a) Senbon torii ở Fushimi Inari Taisha; (b) trạm nghỉ Yotsutsuji ở Inariyama (Yahoo images)
H́nh 2. Rừng tre và những cây rêu màu xanh trên đường lên tới đỉnh Ichinomine. 2.Vài nét về bà Meitner Sinh 7 tháng 11, 1878, Vienna, Austria và mất vào ngày 27 tháng 10, 1968 tại Cambridge, Anh Quốc. Bà là con thứ ba trong tám người con trong một gia đ́nh thuộc loại thượng lưu người Do Thái {H́nh 3}. Ba bà là một trong những luật sư đầu tiên của thành phố Vienna. Vào thời điểm đó, phụ nữ cấm không được học đại học. Mặc dù thế, gia đ́nh vẫn mướn thấy về dạy riêng bà về toán và vật ly và cuối cùng với vài thay đổi về chính sách ở đại học vài năm sau, bà Meitner được nhận vào Vienna University vào năm 1901. Bà cũng may mắn được lấy lớp và làm quen với GS Ludwig Boltzman. Những bài giảng về những hiện tượng vật ly của vị giáo sư này rất hấp dẫn; đưa sinh viên vào thế giới huyền nhiệm và ly thú của những hiện tượng vật ly . Đây cũng là ly do bà đă quyết định chọn ngành vật ly cho công tác nghiên cứu và lẽ sống của bà sau này. Bà nhận học vị tiến sĩ vào năm 1905. Bà làm trơ tá cho GS Max Planck ở Berlin University vào năm 1907. Sau này bà trở thành người đàn bà đầu tiên làm giáo sư vật ly ở Đức và vừa làm trưởng khoa ở Kaiser Wilhelm Institute (tiền thân của Viện nghiên cứu nổi tiếng Max Planck Institute). Bà nghiên cứu sự phóng xạ của nguyên tố rađi (radium), thori (thorium) và actini (actinium) và phóng xạ beta. Bà cũng tách ra dược nguyên tố đồng vị proactini (isotope protactinium) có tính ổn định nhất. Ngoài ra, bà cũng khám phá ra Meitnerium với số nguyên tử 109 trong bảng tuần hoàn được đặt theo tên bà. Ở Berlin University, , bà cộng tác với TS Otto Haln từ năm 1926 đến 1933 [H́nh 4]. Năm 1930, bà Meitner dạy vật ly nguyên tử và hóa học cùng với Leó Szilárd. Sau sự khám phá ra nơtron vào đầu thập niên 1930s, cộng đồng khoa học dư đoán là có thể tạo ra những nguyên tố nặng hơn urani (số nguyên tử 92) trong pḥng thí nghiệm. Một sự chạy đua khoa học bắt đầu giữa nhóm của Ernest Rutherford ở Anh, Irène Joliot-Curie (con gái của bà Marie Curie) ở Pháp, Enrico Fermi ở Ư và nhóm Meitner & Haln ở Đức. Lúc đó, tất cả đều quan niệm rằng đây là một nghiên cứu có triễn vọng đưa đến giải thưởng Nobel! Khi Adolf Hitler lên nắm chính quyền vào năm 1933, Meitner vẫn c̣n làm trưởng khoa vật ly ở Wilhelm Institute. Mặc dù bà có thể được bảo vệ bởi v́ bà có quốc tích Áo, tất cả những đồng nghiệp của bà gốc Do Thái, kể cả Robert Frisch (con của người chị của bà), hay Leó Szilárd đều bị bắt buột phải từ chức hay bị sa thải. Hấu hết rời khỏi Đức. Bà vẫn tiếp tục giữ im lặng và bù đầu vào việc nghiên cứu của bà . Vào tháng ba, 1938, t́nh trạng trở nên nguy cập và khó khăn cho bà hơn. Vào ngày 13 cùng tháng, bà phải trốn khỏi Đức. Bà phải cải trang để không bị phát hiện đi đến biên giới Đức; và với sự giúp đỡ Otto Haln và một số đồng nghiệp, bà trốn được sang Hà Lan với vỏn vẹn chỉ 10 đồng mark c̣n lại trong ví. T́m việc làm với University of Groningen không thành công. Với sự giúp đỡ của vài đồng nghiệp bà chuyển sang Stockholm làm việc trong pḥng nghiên cứu của GS Manne Siegbahn’s; nhưng ông này có vẻ kỳ thị dối với những phụ nữ làm công tác khoa học. Khi đến Thụy Điễn, bà trở nên cô lập , không có pḥng nghiên cứu riêng của ḿnh, không người trơ tá; thêm vào đó bà không nói được tiếng Thụy Điễn. Nhưng cũng may mắn trong thời điểm này bà thiết lập được quan hệ làm việc với GS Niels Bohr và thường đi lại giữa Stockholm và Copenhagen. Thỉnh thoảng , qua trung gian của Niels Bohr, bà gặp ông Haln tại Copenhagen để trao đổi và thảo luận luận kết quả nghiên cứu. Ông Haln phải giữ bí mật những cuộc gặp gỡ này để tránh những phiền toái có thể gặp phải với chính quyền Đức Quốc Xă. Trong thời gian này, bà vẫn tiếp tục cộng tác với Otto Haln. Lúc này, bà hướng hướng nghiên cứu của ḿnh về lănh vực bắn phá urani với nơtron . Otto Haln bên Đức cũng nghiên cứu đề tài tương tự và bà Meitner là người cắt nghĩa cơ bản vật lư những hiện tượng ông Haln t́m được trong pḥng thí nghiệm của ông. Hai bên trao đổi kết quả nghiên cứu và chính bà Meitner đă chỉ trích những thiếu sót trong những thí nghiệm ban đầu và thuyết phục ông Haln phải làm thí nghiệm trở lại với những biến số thay đổi mới. Kết quả cuối cùng là ông Haln và người trợ tá của ông – Fritz Strassmann bắn phá hạch của urani (uranium) với nơtron chậm của bari (barium) ; và bà Meitner đă cắt nghĩa thành công hiện tượng vật ly này, đưa đến đề tài “sư phân hạch nguyên tử” của giải Nobel vật lư năm 1944- Câu chuyện diễn ra như thế này: vào đêm trước ngày Giáng Sinh, Bà Meitner gặp với người cháu trai của bà TS Robert Frisch tại một ngôi làng gần Stockholm để thảo luận kết quả thí nghiệm của GS Haln. Dựa vào lư thuyết của Niels Bohr, bà có thể cắt nghĩa thành công cấu trúc của nguyên tử urani phản ứng với bari dùng mặt tuyết như bản phấn và đưa ra kết luận rằng nơtron chậm của nguyên tử bari phản ứng với hạch của urani, gây ra sư sự phân hạch. Kết luận của bà căn cứ trên dữ kiện là trọng lượng của vật chất mới tạo ra cân nhẹ hơn tổng số trọng lương của những vật chất đầu vào , và một lượng năng lượng khổng lồ được phát sinh. Rồi bà tính năng lượng phát sinh, và năng lượng này tuân theo dự đoán trong phương tŕnh của Einstein E= mc2. Bà cũng có nhắc lại là bà cắt nghĩa điều bà mới khám phá trong lần gặp mặt lần đầu với Albert Einstein tại Salzburg năm 1909; lúc đó Einstein bảo bà là khối lượng (mass) bị mất trong phản ứng sẽ bằng khoảng 1/5 khối lượng proton của urani . Với sự kiện này, Meitner và Robert Frisch đă chứng minh phản ứng đầu tiên của phân hạch urani (uranium fission). Bà Meitner và Frisch gọi phản ứng này là phân hạch (fission), dựa vào sự phân chia của tế bào trong sinh học theo thành ngữ tiếng Anh. Meitner gửi cắt nghĩa t́m được cho Otto Hahn và Fritz Strassmann, và họ phát biểu ngay lập tức như là công tŕnh khám phá riêng của họ vào 6 tháng giêng , 1939 mà không đề cập ǵ đến tên bà Meitner. Meitner không vội vă trong việc phát biểu , măi cho đến 5 tuần sau, vào 11 tháng 2 năm 1939 bà mới phát biểu trong cộng đồng khoa học , mặc dù quá trễ để có thể giữ được vị trí ưu tiên trong việc phát minh. H́nh 5 chụp bà Meitner ngồi giữa Louis de Broglie và James Chadwick tại Hội Nghị Solvay với những nhà khoa học đầu đàn trong ngành vật lư.
H́nh 3. (a) Lise Meitner in 1906 và (b) vào năm 1946 [3]
H́nh 4. Bà Lise Meitner với ông Otto Hahn trong pḥng thí nghiệm của họ tại Đức [4].
H́nh 5. Hội nghị của những nhà khoa học đầu đàn trong ngành vật lư hạt nhân (Solvay Congress, Brussels, 1933) Hàng ngồi, từ bên trái: Erwin Schrödinger, Irène Joliot-Curie, Niels Bohr, Abram Joffé, Marie Curie, Paul Langevin,Owen Richardson, Ernest Rutherford, Théophile de Donder, Maurice de Broglie, Louis de Broglie, Lise Meitner, và James Chadwick. Hàng đứng: E. Henriot, Francis Perrin, Frédéric Joliot, Werner Heisenberg, Hendrik A. Kramers, E. Stahel, Enrico Fermi, Ernest Walton, Paul Dirac, Peter Debye, Nevill Mott, B. Cabrera, George Gamow, Walther Bothe, Patrick M. S. Blackett, M. Rosenblum, J. Herrera, E. Bauer, Wolfgang Pauli, M. Cosyns, J. Verschaffelt, E. Herzen, John D. Cockcroft, Charles D. Ellis, Rudolf Peierls, Auguste Piccard, Ernest O. Lawrence, Léon Rosenfeld. (International Institute of Physics and Chemistry, Courtesy American Institute of Physics, Emilio Segrè Visual Archives).
4. Lời kết 5. Tài liệu tham khảo [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Lise_Meitner [2] Arthur Golden: Memoirs of a Geisha, published by Alfred A. Knopf, Inc. 1997. [3] Robin Chaplin: Historical Background 2014, 2014 UNENE, University of Brunswick [4] https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fission Minnesota, Mùa Giáng Sinh 2016 TTN
|
.gif)
.gif)
.jpg)
.gif)
.gif)
.gif)
