Một số kết quả của Đàm Thanh Sơn và giải thưởng Dirac

Việc Đàm Thanh Sơn được giải thưởng Dirac là một tin mừng đối với Vật lý Việt Nam, đặc biệt rất khích lệ đối với các nhà vật lý trẻ tuổi.

Trạng thái quark-gluon plasma của vật chất trong máy gia tốc hạt lớn LHC được tạo ra như kết quả của các cuộc va chạm hạt nhân chì (màu trắng) tiến theo vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng.. Dòng chảy này được hình thành bằng quarks và gluons (màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam) chuyển động dọc theo hướng chùm tia. Nguồn: phys.org

Người Việt Nam làm được Toán, là điều Ngô Bảo Châu đã chứng minh. Tuy vậy, đào tạo Toán ở Việt Nam tương đối tốt. Đào tạo Vật lý ở Việt Nam không thể nói là tốt. Sơn cũng trưởng thành từ thi Olympics Quốc tế, chọn Vật lý là còn đường khó khăn hơn nhiều. Vật lý đòi hỏi biết nhiều thứ, chuẩn bị mất công, khó thành công sớm. Có lẽ đó thực sự là do tình yêu khoa học, chứ không phải chỉ là kiếm bằng cấp hay công việc tốt. Rất hy vọng Đàm Thanh Sơn sẽ ở một vị thế có thể chấn hưng (hay dẫn đầu) cho việc đào tạo Vật lý ở Việt Nam. 

Tôi không biết nhiều về Đàm Thanh Sơn. Nói là không quen biết cũng không phải. Sơn cũng đã ghé nhà tôi ở New Jersey khi qua làm việc ở Princeton quãng 1997-1998 gì đó. Trước đó cỡ năm 1992-1993, ở Syracuse, GS Trương Nguyên Trân có nhờ tôi viết email cho Sơn đề nghị giúp Sơn về kinh tế vì nghe nói đời sống ở Nga rất khó khăn. Sơn từ chối thế nào đó (bây giờ nghĩ lại cũng hợp lý) và tôi cảm thấy không thoải mái. Tuy vậy vẫn trao đổi bình thường, thân mật nhưng không thân thiết. Về chuyên môn, tôi cũng chưa đọc bài nào của Sơn, nhưng có hai đề tài chính của Sơn đều nằm trong mối quan tâm của tôi là Thuyết sắc động lực học lượng tử (Quantum chromodynamics QCD) và hệ điện tử tương tác mạnh. Tôi vẫn theo dõi hai đề tài này, dự định sẽ đọc kỹ thêm và làm gì đó khi có điều kiện. Có lẽ điểm cốt lõi là xử lý tương tác mạnh. Giữa hai lĩnh vực này có điểm chung là hiệu ứng tập thể và xử lý được tương tác mạnh bằng các công cụ của lý thuyết trường lượng tử. Các kết quả của Sơn, tôi đều nghe và đọc lại từ người khác, có thể chưa hoàn toàn chính xác. Hy vọng giúp mọi người hiểu phần nào ý nghĩa của các kết quả này.

Sơn là học trò giáo sư Rybakov, một giáo sư Nga thành danh rất sớm, nổi tiếng thế giới khi còn rất trẻ. Điều đó quan trọng vì thầy của Ngô Bảo Châu, Vũ Hà Văn đều nổi tiếng và trẻ. Một số người khác tôi đánh giá cũng rất cao nhưng thầy già, ít nổi tiếng hoặc không có thầy, đều lận đận hơn. Tôi hâm mộ Rybakov này khi ông còn chưa nổi tiếng lắm (cũng như E.Witten), tuy vậy không có duyên gặp. Cũng giới thiệu cho một số đàn em, nhưng họ tiếp cận Rybakov đều không thành công. Thầy tuy quan trọng nhưng cá nhân phải nỗ lực mới là quan trọng nhất. Có lẽ từ thời nghiên cứu sinh hoặc sinh viên, Sơn đã học được cách nghiên cứu hệ QCD ở nhiệt độ cao, một loại “cháo nóng” plasma gồm gluon và quark (là những hạt lượng tử tương tác mạnh chúng ta không trông thấy được bằng mắt thường). Về sau này Sơn nổi tiếng vì đưa các đặc trưng có tính vĩ mô như độ nhớt cho quark-gluon plasma, và chỉ ra việc đo được chúng trong thực nghiệm. Tôi có lần gọi đùa Sơn là Mr. Nhớt. Đó là một kết quả xứng đáng được Nobel, nếu phát kiến thực nghiệm nằm trong một dự án lớn kiểu như LIGO. 

Quan tâm của tôi về hệ QCD lại ở phía kia, khi cháo plasma này nguội xuống, chuyển thành pha bao gồm các hạt pi meson, mô tả bằng lý thuyết trường chiral phi tuyến. 

Có lẽ quan tâm của Sơn về hệ vật rắn tương tác mạnh bắt đầu khi làm việc với F.Wilczek (Nobel 2004) ở Princeton. Wilczek cũng bắt đầu với việc nghiên cứu QCD (tương tác mạnh) và được giải thưởng Nobel về hiện tượng tiệm cận tự do. Ông tự cho mình là một trong 10 nhà vật lý lý thuyết lớn nhất đang còn sống. Tôi thích Wilczek nhưng không thích thầy của ông và đồng tác giả giải Nobel với ông là David Gross. 

Tôi cho rằng, giữa QCD và hệ điện tử tương tác mạnh có nhiều điểm tương đồng. Tôi cũng đã cố gắng tìm hiểu hệ điện tử tương tác mạnh từ những năm 1990. Có thể thời đó các ý tưởng khoa học chưa chín, hoặc cũng có thể tôi không gặp được các cộng sự và môi trường làm việc phù hợp, cũng có thể gravity hấp dẫn tôi hơn, tôi chỉ viết được vài bài báo rồi chuyển sang đề tài khác, mặc dù vẫn định bụng phát triển tiếp. 

Thành công đầu tiên của Sơn trong lĩnh vực này là từ một vấn đề rất cơ bản: đối xứng không thời gian của hệ Hall lượng tử. Sơn đã giả thiết là môi trường ở đó biến dạng tương tự như không thời gian biến dạng trong lý thuyết tương đối rộng của Einstein và sẽ có các đối tượng hình học như metric, connection, độ cong. Thay vì mô tả bằng hình học Riemann như Einstein, Sơn chọn hình học Cartan là tổng quát hóa hơn của hình học Riemann. Điều này hợp lý vì hình học Cartan có độ xoắn là các biến dạng nứt gãy trong không thời gian là điều phổ biến trong vật rắn. Điều tinh tế và khó hơn là việc Sơn sử dụng một hình thức đơn giản có phần thô sơ của hình học Cartan, nhưng phù hợp với bài toán. Trong vật lý, đơn giản hóa công cụ mới là khó và mấu chốt dẫn tới thành công, chứ không phải dùng nguyên xi ở dạng tổng quát nhất. Từ các đặc trưng hình học, Sơn chỉ được các tính các đặc trưng vĩ mô của hệ Hall lượng tử. Bài đăng ở Phys Rev X, là tạp chí chuyên đăng các ý tưởng mới liên ngành. Sau đó Sơn có khá nhiều bài trong lĩnh vực này, gần đây hơn là xét các Fermion xuất hiện trong các hệ này. Đây cũng là một vấn đề cơ bản đầu tiên của lý thuyết trường. Fermion có thể được mô tả bởi Dirac, Weyl hay Majorana spinor. Trong hệ Hall lượng tử, có thể mỗi cách mô tả sẽ đem lại những hệ quả vật lý mới.

Đây là một trong những bài toán nóng của vật lý vật liệu mới. Đầu tư sẽ rất lớn, và sẽ có nhiều giải thưởng Nobel cho việc giải quyết được các vấn đề trong lĩnh vực này. Đây là cuộc chạy đua tới cuộc cách mạng về máy tính lượng tử, quyết định các thế lực bao trùm mới trong CMCN4.0. Tôi rất vui mừng vì Sơn đã trở một thành nhà vật lý lớn theo nghĩa là giải quyết các bài toán cần giải và bản thân thấy lý thú, chứ không phải chỉ tìm cách giải các bài toán với công cụ có sẵn trong tay và không bao giờ thay đổi.

Cuối cùng, có lẽ cũng nói qua một chút về giải thưởng Dirac. Giải thưởng nào danh giá thì cũng nhờ vào những người được giải. Giải Goncourt chỉ là một bữa ăn tối nhưng danh giá nhờ những nhà văn vĩ đại đã được giải. Giải Nobel danh giá là nhờ có Marie Curie, Einstein, Pauli, Dirac, chứ không phải họ danh giá nhờ được giải Nobel. (Cố nhiên có một số trường hợp thì điều ngược lại đúng).

Có 4 giải Dirac khác nhau. Hai giải của đại học New South Wales (Úc) và giải dành cho các nhà lý thuyết hóa lượng tử trẻ dưới 40 tuổi (có lẽ bắt chước Fields) tôi nghĩ là giá trị thấp hơn. Giải của ICTP có lẽ cao hơn giải của Hội Vật Lý (IOP) một chút, mặc dù giải IOP đã trao cho Bell, Hawking, Penrose, Higgs, Thouless, Green là những người tôi rất kính trọng. 

Giải của ICTP không trao cho những người đã được giải Fields, Wolf và Nobel. Nhưng nhiều người được giải Dirac rồi đã được các giải trên như Witten, Wilczek, Veltman, Haldane, Kibble,… Danh sách những người được giải Dirac ICTP là danh sách “dữ dằn”. Rất vinh dự và tự hào được thấy Sơn ở đó. 

So sánh giải Dirac với giải Nobel là một việc chỉ có ở Việt Nam. Về mặt truyền thông, giải Dirac hay Fields đều không bằng giải Nobel, tiền thưởng cũng ít hơn nhiều. 

Tuy vậy, những người giải Dirac đều là các nhà khoa học làm việc thực sự, không cần thiết truyền thông. Giải Dirac cũng “sửa sai” cho giải Nobel, như trường hợp của Nikolai Cabibbo, không được trao giải Nobel là một sai lầm không thể chấp nhận được của ủy ban Nobel. E. Witten cũng chưa được giải Nobel điều đó không ngăn cản việc ông là thủ lĩnh thực sự của vật lý trong nhiều thập kỷ nay. 

Chắc chắn, được giải Dirac sẽ khiến cho việc được giải Nobel dễ dàng hơn, vì nó giúp gạt bỏ mọi thiên kiến che phủ các kết quả có giá trị. Một lần nữa chúc mừng và mong được nhìn thấy các thành công rực rỡ hơn, mà chúng có thể có ý nghĩa với vật lý Việt Nam lớn hơn nhiều với cá nhân Sơn. Có thể anh không cần nhiều vinh quang hơn nữa, nhưng Vật lý Việt Nam đang già cỗi đi, èo uột, thiếu tự tin và chí khí đang rất cần.