TiaSang
Thứ 4, Ngày 19 tháng 9 năm 2018
Tin tức sự kiện

Giáo sư Đàm Thanh Sơn được trao giải Dirac 2018

09/08/2018 18:00 -

Trung tâm Vật lý lý thuyết quốc tế Abdus Salam (ICTP) mới thông báo, giáo sư Đàm Thanh Sơn đã trở thành một trong ba nhà nghiên cứu xuất sắc đoạt giải thưởng Dirac 2018.

Ba nhà khoa học nhận giải Paul Dirac 2018. Nguồn: ictp.it

Nêu những pha mới trong các hệ nhiều hạt và kỹ thuật xuyên ngành độc đáo

Theo thông báo của ICTP từ Trieste, Ý, giải thưởng mang tên Paul Dirac - một trong những nhà vật lý lý thuyết hàng đầu thế kỷ 20 và từng được trao giải Nobel vật lý năm 1933 cùng Erwin Schrödinger, năm nay được trao cho ba nhà vật lý Subir Sachdev (trường đại học Harvard), Đàm Thanh Sơn (trường đại học Chicago) và Xiao-Gang Wen (Viện Công nghệ Massachusetts) do những đóng góp độc lập của họ nhằm gia tăng hiểu biết về những pha mới trong các hệ nhiều hạt tương tác mạnh và đưa ra các kỹ thuật xuyên ngành độc đáo.

Cả ba nhà vật lý đoạt giải năm nay đều nghiên cứu về việc cơ học lượng tử ảnh hưởng như thế nào đến những nhóm lớn các hạt, hay được gọi là các hệ nhiều hạt. Các nhà nghiên cứu hiện nay mới biết những quy luật của cơ học lượng tử ảnh hưởng như thế nào đến trạng thái của các nhóm nhỏ các hạt trong khi các vật thể thông thường được hình thành từ một số lớn các hạt, khoảng gần 1023 hạt, và tất cả các hạt này đều tương tác với nhau theo các cách riêng. Những tương tác này khiến trạng thái rối lượng tử giữa các hạt trở thành căn cứ quan trọng khi xem xét các hệ nhiều hạt và việc áp dụng cơ học lượng tử trong các hệ này trở nên hết sức phức tạp. Các mẫu hình phức tạp này của rối lượng tử sẽ là yếu tố chính để hiểu được các đặc tính vĩ mô của vật liệu, đặc biệt khi các hệ nhiều hạt này biểu diện các thuộc tính rõ nét mới xuất hiện. 

Một vài thuộc tính dạng này sẽ dẫn đến các pha mới của vật chất. Một trong những cách nghiên cứu các hệ nhiều hạt là xem xét pha mà vật liệu đang tồn tại. Các pha quen thuộc của vật chất thông thường là rắn, lỏng hay khí còn với loại vật liệu lượng tử hiện đại thì có nhiều pha mới đã được phát hiện với những đặc tính mới thu hút sự quan tâm các nhà khoa học. Năm nay, những người thắng giải Dirac đã có những đóng góp mang tính tiên phong để giúp hiểu thêm về các pha mới  cũng như “các chuyển pha”, ví dụ như chuyển từ pha này sang pha khác, thường xảy ra khi các thông số bên ngoài như nhiệt độ và áp suất thay đổi chậm. Việc chuyển pha dẫn đến sự thay đổi một cách đột ngột các đặc tính của vật liệu. Công trình nghiên cứu của ba nhà vật lý đoạt giải đã giúp làm sáng tỏ các mẫu của trạng thái rối điện tử có thể dẫn đến những thay đổi của đặc tính của vật liệu như thế nào.

Sự hiểu biết về động lực học các hệ nhiều hạt cho phép các nhà khoa học hiểu sâu thêm sự xuất hiện của các đặc tính khác nhau của vật liệu xuất hiện, đặc biệt trong thiết kế, chế tạo các loại vật liệu mới có tiềm năng ứng dụng trong các máy tính lượng tử và các thiết bị siêu dẫn. Dựa trên những kiến thức từ nhiều lĩnh vực, trong đó có khoa học vật liệu, lỗ đen và các nguyên tử lạnh và mở rộng đến cả các hệ nhiều hạt, những hiểu biết này của ba nhà khoa học đoạt giải Dirac đã đem lại minh chứng về giá trị quan trọng của cách tiếp cận đa ngành trong nghiên cứu.

“Các nhà khoa học đoạt giải Dirac năm nay đều là những người đi đầu trong việc sử dụng các phương pháp liên ngành để giải quyết các câu hỏi vật lý lý thuyết,” giám đốc Trung tâm ICTP Fernando Quevedo nhận xét. Ông cho biết thêm là cả ba đều là những người nhận được sự ngưỡng mộ của hàng trăm nhà khoa học từ các quốc gia đang phát triển tới ICTP. “Dẫu cho năm nay cả ba đều sống ở Mỹ nhưng tôi rất vui vì họ đều đến từ các quốc gia đang phát triển, và tương đối gần với ICTP và các công việc nghiên cứu của trung tâm.”

Trên trang web của trường đại học Chicago, giáo sư Đàm Thanh Sơn bày tỏ niềm vui một cách giản dị: “Tôi cảm thấy vô cùng vinh dự khi nhận được giải thưởng cùng hai đồng nghiệp mà tôi hết sức kính trọng. Giải thưởng này có giá trị đặc biệt với tôi bởi ICTP là một viện nghiên cứu được thành lập để hỗ trợ các nhà khoa học từ các quốc gia đang phát triển và tôi là người Việt Nam, [một quốc gia trong số này]”. 

Với các đồng nghiệp cùng khoa vật lý, trường đại học Chicago, anh thực sự xứng đáng với giải thưởng. Họ nhận xét: “Giải thưởng đã ghi nhận sự dẫn đầu về trí tuệ và tác động rộng lớn của những nghiên cứu cơ bản và xuyên ngành của anh” (giáo sư Angela V. Olinto, trưởng khoa Vật lý); “Thông qua cách tiếp cận xuyên ngành, Sơn đã dùng các kỹ thuật và hiểu biết một cách sâu sắc từ một lĩnh vực của vật lý để học hỏi thêm những điều từ các lĩnh vực khác của vật lý” (giáo sư Emil Martinec); “Trước Sơn, đã có nhiều công trình về tính đối ngẫu gauge/hấp dẫn nhưng chỉ là thuần túy lý thuyết. Bằng việc chứng tỏ có thể tính toán các đặc tính và nhận giới hạn nhất định trong vật lý với các hệ thống trong thế giới thực, Sơn đã giúp chuyển vấn đề mang tính lý thuyết này thành một công cụ cho thế giới thực” (giáo sư Jeffery Harvey). 

Nét chính về ba nhà khoa học đoạt giải 

Subir Sachdev, sinh ở New Delhi, Ấn Độ, đã có nhiều đóng góp mang tính tiên phong cho nhiều lĩnh vực của vật lý các chất cô đặc, đặc biệt là việc phát triển lý thuyết về hiện tượng tới hạn lượng tử trong chất cách điện, siêu dẫn và kim loại; lý thuyết về trạng thái spin lỏng của các nam châm phản sắt từ lượng tử và lý thuyết về các pha hữu tỉ của vật chất; nghiên cứu các chuyển pha giải phóng mới; lý thuyết vật chất lượng tử không có giả (chuẩn) hạt; và ứng dụng của các ý tưởng này vào các vấn đề không liên quan trong vật lý lỗ đen, bao gồm mô hình cụ thể của chất lỏng không-Fermi.

Đàm Thanh Sơn, sinh ra tại Hà Nội, Việt Nam, là người đầu tiên hiểu đối ngẫu gauge/hấp dẫn có thể được dùng để giải quyết những câu hỏi cơ bản trong hệ các hạt tương tác mạnh, từ các nguyên tử bị bẫy lạnh đến trạng thái plasma của các quark-gluon. Ông đã chứng mình rằng ta có thể tính toán được các hằng số truyền tải như độ nhớt và độ dẫn, một cách giải tích trong các hệ này, và rằng các liên kết mạnh có thể dẫn đến các giới hạn của các hằng số này một cách tiêu biểu. Gần đây, ông đã lập luận cho sự xuất hiện của một hạt fermion Diract tại mức Landau bán lấp đầy (half-filled Landau level), một nghiên cứu góp phần thúc đẩy sự tăng cường hiểu biết của chúng ta về các lý thuyết gauge ba chiều.

XiaoGang Wen, sinh ra tại Bắc Kinh, Trung Quốc, đi tiên phong trong việc đưa ra khái niệm bậc topo như một nguyên lý mới để hiểu được các hệ lượng tử có khe (gapped quantum systems). Ông đã tìm ra rằng các trạng thái với các bậc topo chứa các biên giới kích thích phi thông thường, và phát triển lý thuyết Luttinger xoắn cho các trạng thái biên của hệ Hall lượng tử. Ông dùng các trạng thái Hall lượng tử rơi ra ngoài các mẫu Landau để đánh giá các pha của vật chất. Từng phát hiện ra những kết nối sâu sắc giữa bậc topo và rối lượng tử, gần đây nữa, ông đã phát triển khái niệm đối xứng bảo vệ các pha topo. Những ý tưởng này có những kết nối gần với các vấn đề dị thường trong lý thuyết trường lượng tử.

Thanh Nhàn dịch

TS. Nguyễn Trần Thuật (Trung tâm Nano và năng lượng, ĐH Khoa học tự nhiên, ĐHQGHN) hiệu đính

Nguồn: https://www.ictp.it/about-ictp/media-centre/news/2018/8/dirac-medal-2018.aspx
https://news.uchicago.edu/story/uchicago-physicist-earns-dirac-medal-pioneering-research