TiaSang
Thứ 7, Ngày 19 tháng 10 năm 2019
Khoa học và Công nghệ

Murray Gell-Mann: Vua của các hạt cơ bản

01/06/2019 07:00 -

Ngày 24 tháng 5, 2019, Murray Gell-Mann đã mất tại nhà riêng ở Santa Fe, New Mexico, Hoa Kỳ, hưởng thọ 89 tuổi. Ông là vị “anh hùng” có công giải mã núi hạt được quan sát vào những năm 1950-1960 đem lại cho nó một trật tự.

Murray Gell-Mann nhận giải thưởng Nobel năm 1969.

Trên hết, ông là người tìm ra định luật ba (3) hạt cơ bản được ông đặt cho cái tên bất hủ là Quark tạo thành các hạt neutron và photon trong mỗi nguyên tử. Những câu chuyện khám phá của ông, từ “Bát chánh đạo”, một loại bảng tuần hoàn, trong thế giới hạt đến hạt Quark, là đầy tính chất huyền thoại.

Gell-Mann nổi tiếng từ nhỏ là một thần đồng. Ông được sinh ra tại thành phố New York là con của một gia đình Do Thái giáo từ đế chế Áo-Hung di dân sang Mỹ năm 1911. Lúc mười tuổi, ông đã đọc Finnegans Wake của James Joyce, một tác phẩm khó đọc nhưng lại có vai trò đối với ông trong việc đặt tên “quark” cho hạt cơ bản ba mươi lăm sau. Với tuổi 15 ông bước vào Đại học Yale với học bổng của trường để học vật lý, và năm 21 tuổi ông hoàn tất tiến sĩ tại Đại học MIT dưới sự hướng dẫn của Victor Weisskopf. Ông được xem là “Vua của các hạt cơ bản”, xuất hiện từ sự hỗn độn của thế giới hạt những năm 1950 - 1960 của vô số hạt mới đến từ vũ trụ và các phòng thí nghiệm như là một Mendeleev mới của thế kỷ 20 để “làm luật” cho thế giới hạt, sắp xếp các hạt cơ bản theo mô hình “Bát chánh đạo” có tính tuần hoàn, một từ nhà Phật mà ông đã mượn từ vốn kiến thức hiểu biết uyên thâm; là người, dựa trên kiến thức lý thuyết toán nhóm, đặt ra tiên đề “ba hạt quark” (khái niệm quark lấy từ Finnegans) là cấu trúc tất yếu của các hạt vật chất proton và neutron của nhân nguyên tử (bên cạnh George Zweig độc lập), mô tả các tính chất khác thường của chúng, một phát kiến thiên tài, điều sau đó được thực nghiệm ở các máy gia tốc mạnh xác nhận tuyệt vời như một sự tiên tri.

Minh họa một proton gồm hai quark u và một quark d.

Năm 1955, với sáng kiến của Feynman, Gell-Mann được bổ nhiệm làm giáo sự tại Đại học Celtech, một năm sau trở thành giáo sư thực thụ, giáo sư trẻ nhất (27) ở Caltech và hoạt động ở đó cho đến lúc về hưu 1993. Caltech đã trả ông một số lương ưu đãi nhất thời bấy giờ để giữ ông lại trước sự cạnh tranh của các đại học danh giá khác. Feynman có lời đánh giá bất hủ về Gell-Mann: “Tri thức mà chúng ta có về vật lý cơ bản không chứa một ý tưởng nào mà lại không mang tên của Murray Gell-Mann.” Những năm của thập kỷ 1960, một đồng nghiệp đã gọi Gell-Mann và Feynman là “hai tài sản nóng nhất” trong ngành vật lý lý thuyết của Hoa Kỳ.

Tại hội nghị khoa học ở Brookhaven năm 1963, sau khi thuyết trình, ông từ chối nộp bài để đăng. Thay vào đó ông nộp một trang về âm nhạc của bản giao hưởng dang dở của Schubert, và bài đã được đăng thay cho bài tham luận khoa học. Ông không là một người đơn giản. Vật lý hạt là một ngành rất cạnh tranh. Đấu tranh với nhau là “thường tình”. Bạn hôm nay có thể là đối thủ ngày mai. Gell-Mann có thể phản ứng một cách ‘không thương tiếc”. Không riêng gì ông, Feynman, hay Pauli hoặc Oppenheimer. Lee và Yang, nhiều năm sau vinh quang, đã chia tay một cách cay đắng. Ý tưởng của người này có thể bị quên lãng, chống báng, hay cả chế nhạo bởi người khác. Thuyết trường Yang-Mills ra đời năm 1954, nhưng mười năm tới, chẳng có ai mời hai tác giả thuyết trình cả. Tương tự, các ý tưởng Bát chánh đạo, mô hình quark của Gell-Mann, ý tưởng trường Higgs tạo khối lượng của Peter Higgs, hay ý tưởng lực hợp nhất điện-yếu của Weinberg, và cứ như thế.

Gell-Mann lúc đầu gọi các quark của ông là quirk hay quork (kỳ lạ). Nhưng khi đọc lại tiểu thuyết “Finnegans Wake” của James Joyce (1882-1941) mà ông đã từng đọc ở tuổi teen, thì ông thấy một con hải âu say rượu gọi bia, thay vì “Ba chai bia (đơn vị Anh) cho ông Mark” (Three quarts for Mister Mark) thì nó lại nói chệch ra: “Ba quark cho Muster Mark” (Three quarks for Muster Mark). Quark, đọc là quạc trong tiếng Việt, cũng còn là tiếng kêu của loài chim hải âu. Trời, sao nó phù hợp với ý tưởng ba quark của các proton và neutron của ông đến thế. Ông lấy ngay cái tên quark! Quark ở Đức lại có ý nghĩa là một món phô mai tươi như cottage cheese, đa dụng.

Năm 1969, tức 5 năm sau sáng kiến mô hình quark và một năm sau khi quark được tìm thấy thật tại Trung tâm gia tốc tuyến tính Stanford (SLAC) ở California, ông được tặng giải Nobel “cho những đóng góp và khám phá liên quan đến sự xếp loại các hạt cơ bản và tương tác của chúng”. Nhưng tập sách đăng lại các bài nói chuyện của các nhà nhận giải năm đó có một trang để trống dành cho Gell-Mann! Ông đọc bài diễn văn nhưng không nộp bản thảo cho ủy ban Nobel in. Ông là một trong 20 nhân vật được giải thưởng Nobel đã ký tên vào “Stockholm Memorandum” về Sự bền vững toàn cầu tại hội nghị Stockholm lần thứ ba năm 2011 của các vị được giải thưởng.

Sau giải Nobel 1969, tuy Gell-Mann vẫn còn tích cực trong ngành vật lý hạt, còn đóng góp thêm vào sự hình thành của thuyết sắc động học lượng tử cho lực mạnh đầu những năm 1970, nhưng sự lãnh đạo khoa học đang được chuyển dần sang thế hệ mới của những nhà vật lý hạt trẻ. Vai trò của Gell-Mann làm cho người ta nhớ lại một nhân vật lịch sử khác thời cổ đại. Giống như Moses đã làm những điều tốt đẹp cho dân tộc Do Thái, Gell-Mann đã đưa các nhà vật lý hạt ra khỏi sa mạc để đến thành phố Jericho, và từ đây những nhà vật lý trẻ sẽ tiếp tục sự nghiệp dẫn dắt chúng ta vào Miền đất hứa.

Ông là người có sở thích rất đa dạng và mạnh mẽ. “Tôi thích sự đa dạng và tôi thích lịch sử tự nhiên đằng sau sự đa dạng. Tại sao có nhiều ngôn ngữ, nhiều loài chim và cả nhiều chứng loạn thần kinh chức năng? Điều thú vị là tìm ra cấu trúc đằng sau đó.” Ông nổi tiếng có niềm đam mê mãnh liệt quan sát các loài chim. Theo George Johnson, tác giả tiểu sử Strange Beauty về ông, thì Gell-Mann đã quan sát được gần bốn ngàn trong chín ngàn loài chim trên thế giới! Nhưng trong lãnh vực vật lý hạt, ông không phải chỉ “theo chim bắt bướm”, mà là kẻ sáng tạo, “thống lĩnh” thế giới hạt.

Một trong những bi kịch của đời ông là sự xa lìa hơn một thập niên khỏi đứa con gái Lisa của ông đã bỏ đi theo một nhóm Mác-Lê-Mao-ít cực tả đến mức độ cô ta không còn suy nghĩ lành mạnh nữa. Lisa là một cô gái rất thông minh từ nhỏ, giống như bố, và được mọi người kỳ vọng cũng sẽ trở thành một nhà khoa học xuất sắc. Nhóm này chỉ tan rã sau khi khối Đông Âu sụp đổ. Bản thân ông cũng có trải nghiệm không hay về chính trị, khi ông được mời có bốn buổi thuyết trình tại College de France tháng 6 năm 1972, nơi ông từng chiến đấu cho Bát chánh đạo. Vào buổi nói chuyện thứ ba ông thấy phòng chật ních cả trăm người tự nhận là Mao-ít được tổ chức. Họ không quan tâm đến các phép đối xứng trong vật lý hạt, mà chỉ quan tâm đến các bất đối xứng của quyền lực ngăn cách thế giới thứ nhất và thứ ba. Họ đã mắng chửi ông. Hôm sau, khi ông trở lại nói chuyện lần cuối, thì cũng thấy những người hôm trước có mặt ở đó, nên ông phải hủy bỏ và được đưa ra khỏi giảng đường.

Đầu năm 2010, để vinh danh và mừng sinh nhật Gell-Mann 80 tuổi, một Hội nghị về Cơ học lượng tử, Hạt cơ bản, Vũ trụ học lượng tử và Phức hợp được tổ chức trọng thể tại Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore, với sự đồng tổ chức của Viện Nghiên cứu Santa Fe Institute, Hoa Kỳ. Tham dự Hội nghị có nhiều nhà vật lý giải Nobel kỳ cựu trong ngành vật lý hạt, trong đó có C.N. Yang.

Nguồn: http://khoahocphattrien.vn/khoa-hoc/murray-gellmann-vua-cua-cac-hat-co-ban/20190530032911852p1c160.htm

“Khi tôi còn là một đứa trẻ, tôi rất thích thú các môn lịch sử tự nhiên, ngôn ngữ học và khảo cổ học. Mặc dù sống ở thành phố New York, nhưng tôi cũng vẫn tìm đến những mảnh đất làng quê mà ở đó tôi có thể làm quen với các loại chim, bướm, cây và thảo mộc có hoa. Mặc dù thế tôi thấy bị thu hút mãnh liệt bởi các thành quả của sự tiến hóa sinh học và tiến hóa của nền văn hóa con người. Cho nên không phải là không tự nhiên khi tôi muốn thử hiểu chuỗi các mối quan hệ kết nối các định luật vật lý căn bản chi phối vật chất trong vũ trụ với sự vận hành của cấu trúc phức tạp và phong phú chúng ta thấy quanh ta mà chúng ta là một phần trong đó. Tầm quan trọng của các sự cố (accidents) trong lịch sử của vũ trụ không thể nói hết. Mỗi con người chúng ta là sản phẩm của một chuỗi vô cùng dài các biến cố mà mỗi mắt xích trong đó có thể đã khác đi (nếu lập lại). Hãy nghĩ đến các thăng giáng (fluctuations) đã tạo nên thiên hà chúng ta, những sự cố đã dẫn đến việc hình thành thái dương hệ, bao gồm việc ngưng tụ của bụi và khí, những thứ đã làm nên Trái đất, những sự cố đã góp phần định đoạt con đường đặc biệt cho cuộc sống bắt đầu tiến hóa trên Trái đất, và các sự cố đã góp phần vào sự tiến hóa của các loài với những đặc thù riêng, kể cả các dạng của loài người. Mỗi cá nhân chúng ta có gene là kết quả từ một chuỗi dài của các đột biến ngẫu nhiên và các cơ hội gieo giống, cũng như sự sàng lọc tự nhiên”. (Lời tự sự của Gell-Mann trong The Third Culture).