Người đưa Rwanda thành một trung tâm vật lý quốc tế

Là giám đốc thành lập của một viện nghiên cứu mới cho nghiên cứu cơ bản ở Rwanda, nhà vật lý Omololu Akin-Ojo hy vọng sẽ ngăn chặn cuộc chảy máu chất xám của châu Phi.

Omololu Akin-Ojo lên lớp tại EAIFR ở Kigali, Rwanda.

Khi là sinh viên đại học tại quê nhà Nigeria vào cuối những năm 1990, Akin-Ojo đã học viết mã máy tính bằng tay mà không có lấy bất kỳ cơ hội nào để đặt mã đó vào trong một máy tính. Nhận thức được những giới hạn này, cha anh, một nhà vật lý đã khuyến khích anh nộp hồ sơ xin học bổng tiến sĩ ở nước ngoài. Câu chuyện đã diễn ra như mong muốn đó cho đến một ngày, trong khi nghiên cứu về vật lý các chất đậm đặc tại trường Đại học Delaware (Mỹ), Akin-Ojo nhận thấy khoảng cách trong giảng dạy và nghiên cứu giữa Nigeria và Mỹ. Anh nhận thấy rằng mình cần ngăn chặn cuộc chảy máu chất xám của những bộ óc thông minh bậc nhất châu lục đen nhưng từ mong muốn đến hiện thực cần phải mất tới nhiều năm sau, khi đã ở Mỹ và châu Âu tới 14 năm. “Tôi luôn nhận thức được rằng mình sẽ trở lại châu Phi”, anh nói. Anh đã hướng đến vật lý lý thuyết vì biết tình trạng thiếu những thiết bị thực nghiệm ở Nigeria và không muốn làm đứt mạch nghiên cứu khi trở về nhà.

Vào năm 2012, Akin-Ojo trở thành trợ lý giáo sư tại trường Đại học KH&CN châu Phi ở Nigeria. Và nay anh là người thành lập Viện nghiên cứu Khoa học cơ bản Đông Phi (EAIFR) tại Kigali, Rwanda, nơi anh đang tạo dựng một danh tiếng về một trung tâm quốc tế về khoa học tiên tiến, bắt đầu với vật lý lý thuyết.

Được khai trương vào năm 2018, EAIFR được đặt trong khuôn viên trường KH&CN thuộc trường Đại học Rwanda tại Kigali. Từng là một học viện quân đội, nơi này đã trở thành viện nghiên cứu chuyên sâu về KH&CN, điều hết sức có ý nghĩa với đất nước Rwanda bị tàn phá sau cuộc diệt chủng năm 1994. Paul Kagame, một cựu tướng lĩnh quân đội nắm quyền điều hành đất nước theo cách thức độc đoán, đã đặt STEM vào trung tâm phát triển của đất nước. Chính phủ đã lập kế hoạch trao 90% suất học bổng cho các chủ đề STEM vào cuối thập kỷ này, đầu tư cho EAIFR như một phần cho mục tiêu về việc trở thành một quốc gia khoa học.

Nhiều hành lang và phòng họp sáng sủa của viện nghiên cứu này vẫn còn im lìm bởi viện vẫn còn đang được gây dựng, với một phần ba sinh viên được tuyển chọn và một nửa số giảng viên được mời. Nhưng EAIFR vẫn tổ chức thường xuyên những cuộc họp, hội thảo và đang trên đường trở thành trung tâm đầu não khoa học của châu lục đen, nơi thu hút các nhà khoa học từ khắp thế giới.

Trong vòng ba giờ trò chuyện, các nhà vật lý từ Tanzania, Argentina, Australia và Iran tập trung trong căn phòng làm việc của Akin-Ojo, nơi chiếc bàn làm việc đầy ắp tài liệu của anh được kê sát một chiếc bản đồ châu Phi cỡ lớn như muốn nhấn mạnh cho mọi người thấy rõ giá trị của châu lục này. Trong một bộ com lê kẻ vừa vặn, Akin-Ojo nói với chúng tôi về nhiều chủ đề, từ tình hình địa chính trị của châu Phi đến hướng nghiên cứu riêng của mình, vốn tập trung vào mô phỏng các đặc tính vật lý của các cấu trúc nguyên tử phức hợp. Cuộc trò chuyện giữa chúng tôi do đó “di chuyển” từ những tính toán và sơ đồ phác thảo của Akin-Ojo về các chấm lượng tử – những tinh thể ở cấp độ nano có thể hữu dụng với pin Mặt trời và trong thiết kế ra các loại thuốc mới.

EAIFR đã tuyển được nhiều nhà vật lý lý thuyết và tổ chức nhiều hội thảo chuyên môn như lý thuyết về những sai hỏng tinh thể và vật chất tối. Tại sao anh lại tổ chức những hội thảo về những chủ đề này?

Chúng tôi đã từng lập mô hình EAIFR rất nhiều lần sau khi tham khảo mô hình Viện nghiên cứu Vật lý lý thuyết quốc tế ở Italy, viện đối tác của chúng tôi. Tôi có thể nói một điều khác từ những trải nghiệm của tôi trong quá trình làm việc tại Nigeria là vật lý lý thuyết là nghiên cứu tiên tiến nhưng lại thuộc hàng rẻ nhất, tốn ít tiền đầu tư nhất mà anh có thể làm bởi vì anh không cần đến những trang thiết bị ở bước khởi đầu. Những điều anh cần là bài báo, bút, bộ não và có thể là phần cứng máy tính. Rồi sau đó, nếu có thêm ít tiền thì anh có thể mua lấy một ít công cụ thực nghiệm và bổ sung một chuỗi máy tính nữa.

Anh có thể nghiên cứu vật lý lý thuyết chỉ vì cái đẹp và sự đối xứng của nó. Nhưng mặt khác, vật lý lý thuyết cũng có thể được ứng dụng cho nhiều bài toán khác. Nhiều người trong số chúng tôi nghiên cứu khía cạnh này của vật lý nhưng khi chúng tôi có một vấn đề quan trọng về công nghệ, hoặc một vấn đề cần giải quyết của thế giới thực, chúng tôi cố nghĩ theo cách của vật lý lý thuyết để tìm hiểu nó. Trong nghiên cứu của mình, tôi thường áp dụng cả hai, lý thuyết lẫn thực nghiệm.

Anh có thể nêu một ví dụ cụ thể?

Nếu nhìn vào một bức ảnh vệ tinh thế giới trong đêm, anh có thể thấy châu Mỹ và châu Âu đều sáng nhưng phần châu Phi thì phần lớn là tối om. Tôi muốn thay đổi bức tranh này và muốn châu Phi cũng bừng sáng theo cả nghĩa đen và nghĩa bóng. Trong một số nghiên cứu mà tôi đã thực hiện cũng có liên quan đến việc cung cấp nguồn năng lượng sạch và rẻ. Tới một nửa dân số thế giới vẫn sử dụng sinh khối như gỗ hay phân bò để nấu nướng. Khi được đốt lên, nguồn năng lượng này sẽ ảnh hưởng đến môi trường và con người sẽ thực sự hít phải không khí ô nhiễm. Nhưng khi đốt khí hydro, nó sẽ không tạo ra những sản phẩm phụ gây ô nhiễm nữa.

Vậy điều này có liên quan gì đến vật lý lý thuyết?

Để tạo ra khí hydro, anh phải phân tách nước nguyên chất thành hydro và oxy với sự tham gia của một chất xúc tác. Platinum là chất xúc tác hiệu quả nhất để làm điều này nhưng nó lại vô cùng đắt đỏ. Vì vậy anh phải ứng dụng phương pháp của vật lý lý thuyết, cụ thể của vật lý chất đậm đặc và hóa học tính toán để có thể thiết kế ra một chất xúc tác mới rẻ hơn nhưng vẫn có khả năng phân tách nước.

Nước vẫn liên kết với chất xúc tác này nhưng khi phản ứng xuất hiện, những chất được tạo ra phải đủ khả năng tách rời chất xúc tác. Vì vậy anh phải nghĩ một cách cẩn thận về các nguyên tử và cấu trúc của chất xúc tác. Thiết kế chất xúc tác này là vấn đề thuần túy cơ học lượng tử: anh ngồi xuống bên máy và làm các mô phỏng.

Vậy những vấn đề nghiên cứu được làm tại EAIFR về cơ bản có nhiều ứng dụng so với các viện nghiên cứu cơ bản khác?

Tại EAIFR, chúng tôi dẫn dắt các nhà khoa học nghiên cứu về những điều khác biệt mà họ muốn làm. Họ có trọn vẹn tự do để làm những điều đó. Hiện giờ chúng tôi có một vài người muốn tập trung vào vũ trụ học, một vài người khác muốn làm về hiện tượng học của vật lý năng lượng cao, có hai người làm việc về vật lý các chất đậm đặc và một vài người khác được hướng dẫn về địa vật lý.

Nhiều sinh viên châu Phi đang quan tâm đến giải quyết những vấn đề mà họ thấy hằng ngày: thiếu năng lượng, thiếu nước sạch, biến đổi khí hậu. Tôi vẫn thường nói với họ là ‘anh có thể giải quyết điều mình muốn theo cách sử dụng một vài công cụ của vật lý lý thuyết’.

Các sinh viên của anh ngoài việc quan tâm đến các vấn đề khoa học trừu tượng cũng chia sẻ những mối quan tâm chung về con người?

Dĩ nhiên, và rất háo hức tìm các giải pháp. Nhưng việc tìm hiểu những câu hỏi đó – trong vật lý năng lượng cao hay lý thuyết dây – thực sự quan trọng với sự phát triển văn hóa làm khoa học. Chúng ta có thể hỏi ‘tại sao bầu trời lại màu xanh’ và có thể nói ‘ồ, bởi vì nó đã xanh như vậy hàng triệu năm nay rồi’. Thật tốt khi nghĩ về những điều như thế một cách nghiêm túc. Những kỹ năng anh học được từ việc suy nghĩ như vậy có thể được áp dụng để trả lời những câu hỏi thậm chí không có kết nối trực tiếp với khoa học – khi anh bắt đầu một công việc kinh doanh hoặc ghi nhận những gì là tin giả.

Anh và viện nghiên cứu của mình đã phát triển văn hóa tư duy này như thế nào?

Anh biết đấy, có thời điểm ở Nigeria, tôi tìm kiếm một người ở Hạ – Sahara châu Phi có thể dạy lý thuyết trường lượng tử. Tôi chỉ tìm thấy duy nhất một người nhưng ông ấy không thể đến đây. Hãy hình dung, trong toàn bộ khu vực Hạ – Sahara, anh chỉ có thể phụ thuộc vào duy nhất một người có thể dạy được lý thuyết trường lượng tử.

Do đó, tôi thấy mình cần phải trở lại để hỗ trợ sự phát triển của nghiên cứu dạng này, để góp phần nâng cao năng lượng nghiên cứu tại châu Phi. Và với EAIFR, chính xác là tôi đang cố gắng làm được điều đó. Với sinh viên của mình, trong năm đầu tiên, chúng tôi đưa họ lên tới một trình độ rất cao, dạy họ những thứ tương tự vẫn được dạy ở Mỹ. Tôi thích cách mình có thể tác động lên thế hệ các nhà khoa học tiếp theo, truyền thụ cho họ cách suy nghĩ vấn đề một cách sâu sắc.

Tại EAIFR, sinh viên sau khi tốt nghiệp của chúng tôi cùng các giảng viên đến từ khắp châu Phi có thể tương tác với những nhà nghiên cứu quốc tế. Tại các hội thảo, chúng tôi quy tụ những người từ Uganda, Kenya, Tanzania, Morocco, Sudan, Cameroon, Benin, Ghana, Congo, Burundi, Ethiopia… Và sau đó là những người từ Mỹ, Bỉ, Pháp, Anh… Trong nhóm vật lý năng lượng cao của chúng tôi, kế hoạch này được kết nối với Kính viễn vọng Square Kilometer Array tại Nam Phi và Úc.

Tại sao Rwanda lại phù hợp với một trung tâm nghiên cứu như thế này?

Tôi phải đề xuất với chính phủ Rwanda rằng trung tâm này sẽ là cơ hội tốt để quảng bá đất nước, nhiều người muốn đến Rwanda, ngay cả khi trước đây họ chưa từng tới châu Phi. Thật dễ dàng để người ta tới và làm việc với chúng tôi bởi vào năm 2018, Rwanda đã đề xuất một thị thực cho mọi công dân của mọi quốc gia. Và như vậy anh chỉ xách túi và lên đường.

Một điều khác là Rwanda thực sự rất an toàn. Khi tôi ở Nigeria vào năm 2014 và muốn tổ chức một hội thảo. Tất cả đều đã được xếp đặt nhưng sau đó có bom. Hai tuần sau lại một vụ ném bom khác, vì vậy chúng tôi phải chuyển hội thảo tới Nam Phi.

Vậy các nhà khoa học châu Phi có dễ dàng tới dự các hội nghị ở Mý và châu Âu không?

Điều này là may rủi bởi họ phải chứng minh là họ không đến để ở lại đó. Tôi biết nhiều người bị từ chối thị thực. Một trong những điều tôi hi vọng làm được ở viện này là cung cấp một chỗ tốt cho mọi người tổ chức hội thảo. Vì vậy nếu không được cấp visa tới Mỹ hay châu Âu thì đừng lo, chúng tôi sẽ mời các nhà khoa học tới đây, mọi người đều có thể tới đây.

Thông thường có thể hợp tác với nhau qua internet nhưng anh cần gặp gỡ, trao đổi mặt đối mặt với một người cụ thể và sau đó thiết lập mối quan hệ mang tính cá nhân. Nếu chỉ ngẫu nhiên viết thư cho một nhà khoa học nào đó ở Mỹ và nói thực sự thích làm việc cùng người đó thì có thể chỉ có 10% người nhận sẽ phản hồi.

Những thách thức riêng có của việc làm nghiên cứu cơ bản ở vùng Hạ-Sahara?

Thật không dễ dàng truy cập các tạp chí, đó thực sự là một gánh nặng chi phí lớn. Có thể chúng tôi sẽ làm được nhiều hơn nếu chúng tôi có đường truyền internet tốc độ cao hơn, máy tính có khả năng xử lý thông tin tốt hơn. Tuy nhiên tôi cho rằng, những nhà khoa học châu Phi cần nghĩ đến việc làm nghiên cứu theo cách có thể vẫn làm được ngay cả với những chiếc máy tính hiện có.

Vào năm 1929, Paul Dirac từng viết, chúng ta đã biết với tất cả các phương trình cơ bản của ngành Hóa học, và phần lớn các phương trình cơ bản của Vật lý, vấn đề duy nhất là các phương trình đó quá phức tạp để có thể giải thích một cách rõ ràng. Vì vậy chúng ta phải nghĩ đến những cách gần đúng để giải chúng, để có được những hiểu biết mà chúng ta cần trích rút từ chúng mà không cần tính toán quá nhiều. Đó cũng là điều tôi đang cố gắng làm theo.

Trong thời đại của Dirac, họ có thể nghiên cứu các hệ gồm ba hoặc bốn nguyên tử. Hiện tại mọi người muốn có khả năng làm các phép tính toán cho DNA, và cho các hệ có thể có hàng triệu nguyên tử. Anh không thể sử dụng các phương pháp đòi hỏi độ chính xác cao nhất bởi thời gian thực hiện những phép tính đó có thể còn dài hơn đời anh. Vì vậy anh phải tìm kiếm những cách đơn giản hơn, thông minh hơn để giải các bài toán nhanh hơn. Tất cả các nhà vật lý đều phải đối mặt với cùng bài toán tăng quy mô nhưng với những người ở châu Phi như chúng tôi, vấn đề còn thách thức hơn nhiều. Khi máy tính ít hơn thì các phương pháp đã được đơn giản hóa này có tầm quan trọng gấp đôi.

Là một giáo sư rất cần sinh viên, anh có thấy khó khăn trong việc giữ những sinh viên xuất sắc nhất tại đây cùng mình?

Tôi đã phải vật lộn với điều đó. Tôi muốn những sinh viên xuất sắc nhất ở đây làm việc cùng mình nhưng tôi cũng muốn họ có một cuộc sống tốt hơn và làm nghiên cứu tốt hơn với người khác. Vậy tôi phải làm gì đây? Tôi không thể nói ‘đừng đi’. Tôi vẫn sẽ viết thư giới thiệu vì tôi muốn họ nhận được điều tốt nhất. Bây giờ tôi chỉ hi vọng là một vài người sẽ trở về, cũng như tôi.

Theo anh cần làm gì để EAIFR có thêm nhà khoa học trở về hoặc thêm nhiều sinh viên ở lại châu Phi?

Nạn chảy máu chất xám vẫn tồn tại ở châu Phi. Bước đầu tiên – những gì chúng tôi đang làm, là có một mô hình tuần hoàn chất xám. Chúng tôi muốn những người xuất sắc trở về từ các quốc gia phát triển và truyền thụ kiến thức cho những người ở đây. Trong vòng 10 năm, tôi nghĩ chúng tôi sẽ thành công như ICTP ở Italy. Theo thời gian, chất lượng công việc nghiên cứu mà chúng tôi thực hiện sẽ ở mức ngang bằng với bất cứ nơi nào trên thế giới. □

Anh Vũ dịch

Nguồn bài và ảnh: https://www.quantamagazine.org/omololu-akin-ojo-is-making-rwanda-into-a-hub-for-physics-20200303/