Thứ Ba, 1 tháng 2, 2022

TT&HĐ V - 49/g

Khám phá Tia X | Phim khoa học và khám phá thế giới (Thuyết Minh)

PHẦN V: THỐNG NHẤT

"Khoa học là một sức mạnh trí tuệ lớn nhất, nó dốc hết sức vào việc phá vỡ xiềng xích thần bí đang cầm cố chúng ta."
Gorky

"Mỗi một thành tựu lớn của nhà khoa học chính là xuất phát từ những ảo tưởng táo bạo".
JohnDewey

"Chân lý chỉ có một, nó không nằm trong tôn giáo, mà nằm trong khoa học."
Leonardo da Vinci

"Cái khó hiểu nhất chính là hiểu được thế giới"

Albert Einstein

"Có hai cách để sống trên đời: một là xem như không có phép lạ nào cả, hai là xem tất cả đều là phép lạ".

Albert Einstein

“Chính qua cuộc đấu tranh nhằm thống nhất một cách hợp lý cái đa dạng mà đã đạt được những thành công lớn nhất, dù rằng chính ý đồ đó có thể gây ra những nguy cơ lớn nhất để trở thành con mồi của ảo vọng”.

Albert Einstein

“Người nhìn thấy cái đa dạng mà không thấy cái đồng nhất thì cứ trôi lăn trong cõi chết”.

Upanishad

CHƯƠNG X (XXXXIX): LỜI "LẢM NHẢM" SAU CÙNG

“Điều gì đã thổi sức sống vào các phương trình và làm cho chúng có thể mô tả Vũ Trụ?”

Stephen Hawking

“Không có thiên tài nào mà không pha lẫn sự điên rồ trong đó”

Arixtốt

“Thiên tài khác ngu ngốc ở chỗ thiên tài có giới hạn”

A. Anhxtanh

“Nếu thực tại không tương đồng với lý thuyết, hãy thay đổi thực tại”

A. Anhxtanh

“Có thật nhiều thứ để tìm hiểu, nhưng cũng thật ít thứ đã được tìm hiểu thấu đáo”

Robert A. Heinlein

“Từ Vũ Trụ, tôi không còn nhìn thấy biên giới các quốc gia! Trái đất xanh một màu xanh vĩnh cửu”. Gagarin

“...Đặt cược cho một vũ trụ duy nhất và sự tồn tại của một nguyên lý sáng tạo chịu trách nhiệm cho việc điều chỉnh Vũ Trụ một cách vô cùng chính xác... Nguyên lý này không đại diện bởi một vị Chúa rậm râu; đó là một nguyên lý phiếm thần biểu hiện qua các định luật của tự nhiên.”

Trịnh Xuân Thuận

“Chắc chắn rằng, tựa như tình cảm tôn giáo, niềm tin rằng thế giới là lý tính, hay ít nhất là có thể hiểu được, chính là cơ sở của mọi công trình khoa học. Niềm tin này tạo nên quan niệm của tôi về Chúa. Đó là quan niệm của Spinoza”.

Albert Einstein

"Có một thứ chúng ta thấy ngay từ khi chào đời và hầu như thường xuyên trong cuộc đời, nhưng chúng ta vẫn tưởng là chưa từng thấy, đó là không gian. Có một thứ chúng ta tưởng thực sự tồn tại như dòng trôi cuốn chúng ta đi nhưng không biết trôi về đâu, đó là thời gian. Ngày nay, chưa ai nhận thức được hoặc nhận thức vẫn sai lầm về chúng. Chỉ khi nào loài người nhận thức chính xác và cặn kẽ hai thứ thiết yếu ấy, thì nhiệm vụ khoa học của loài người mới có cơ may hoàn thành".

"Sau nhiều năm nghiền ngẫm, ở chặng cuối cuộc đời tôi mới ngộ ra: Vũ Trụ không hỗn độn như chúng ta tưởng mà là một khối gắn kết thống nhất vĩ đại, không phải vì phục tùng ý Chúa (làm gì có Chúa!) mà vì chính bản thân nó: Tồn Tại. Vạn vật trong lòng nó luôn vận động để tránh Hư Vô, nghĩa là vận động cho nó và vì nó, luôn tự giác răm rắp tuân theo một nguyên lý chung nhất và duy nhất: nguyên lý Tự Nhiên".

NTT

""Của dân,do dân và vì dân" là nguyên tắc cơ bản của mọi nhà nước trong việc duy trì và bảo toàn xã hội chứ không phải sở hữu riêng của NNVN".

NTT

(Tiếp theo)

Trong số những nhà nghiên cứu quan tâm đến tia X có cả Becquerel. Ông nhanh chóng làm quen với ông Crookes, thực hiện lại thí nghiệm của Rơnghen và cũng thấy được hiện tượng phát sáng rõ rệt gây ra bởi tia X. Đã từng nghiên cứu về hiện tượng huỳnh quang trong một thời gian dài nên Becquerel nảy ra một liên tưởng dẫn tới nhận định: dù mạnh yếu khác nhau nhưng tất cả các tia có phổ thấy được và không thấy được đều có một tính chất chung là làm đen kính ảnh; nếu các chất phát quang mạnh cho ra tia hồng ngoại, tử ngoại thì cũng có thể cho ra tia X. Đặt vấn đề như thế, Becquerel bèn làm một thí nghiệm. Trước hết, ông bọc kín tấm kính ảnh cẩn thận bằng vài lớp giấy đen rồi đặt dưới ánh nắng Mặt Trời. Tiếp đó ông lấy một mẫu chất huỳnh quang phát sáng rất mạnh khi ánh Mặt Trời chiếu vào mà ông có sẵn (đó là chất muối sunfat urani kali) đặt lên trên tấm kính ảnh đã bọc giấy đen đó. Nếu chất huỳnh quang không phát ra tia X hay một tia có tính xuyên thấu tương tự thì tấm kính ảnh sẽ không bị hề hấn gì. Tấm ảnh X-quang đầu tiên của nhân loại này đã làm vợ của nhà phát minh ra nó vô cùng hoảng hốt.

Sau đây là một câu chuyện dài về lịch sử của tia X - thứ mà nếu không có nó, y học hiện đại sẽ khó khăn tới nhường nào:

Nửa cuối của năm 1895, khi chồng của bà Anna Bertha Roentgen bỏ ra nhiều tuần liền ngồi nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của mình, bà đã tận tụy phục vụ người chồng của mình. Bà âm thầm mang tới từng bữa ăn cho ông mỗi khi chồng mình bỏ bữa, còn lại là bà để cho chồng tập trung nghiên cứu. Mỗi khi chồng cần giúp một tay, bà cũng sẵn sàng đáp lời. Thực tế thì, bà giúp chồng một tay, đúng nghĩa đen luôn.

Đó cũng chính là nội dung bức ảnh nổi tiếng nhất của nhà nghiên cứu Wilhelm Conrad Roentgen mang tên "Hand mit Ringen". Nó đã giúp ông có được giải Nobel Vật lý năm 1901.
Bức ảnh khác với bất kì tấm hình nào được chụp trước đó: nó có một bàn tay trông hơi "ma quái", với những đốt xương ngón tay dài và một khối đen lớn, chính là chiếc nhẫn cưới của bà Roentgen. Đó chính là tấm đầu tiên trong lịch sử nhân loại được chụp bằng tia X (chứ không phải bằng ánh sáng như ảnh bình thường).
Đây chính là bằng chứng cho thấy tồn tại một loại tia vô hình có thể nhìn xuyên qua một lớp chắn sáng, nhìn được bộ phận bên trong của con người. Nó đã khiến cái tên Wilhelm Roentgen nổi tiếng thế giới.

Ông Wilhelm nhận thấy những ánh sáng lại phát ra khi đang ngồi "nghịch" ống Crookes – Crookes tube, một ống kính mà bên trong là chân không, thứ thiết bị khoa học rất nổi tiếng hồi cuối những năm 1800. Các nhà nghiên cứu cho chạy một dòng điện qua hai cực, tạo ra một dòng ánh sáng có tên ánh sáng tia âm cực, được cấu tạo từ cách electron.
Khóa mình trong phòng thí nghiệm, ông Wilhelm nghiên cứu một trong những hiện tượng lạ mà đồng nghiệp của mình phát hiện ra: với một chút nhôm, họ có thể chuyển tia âm cực lên một màn hình huỳnh quang đặt cạnh ống, khi đó màn hình sẽ sáng lên.

Đầu tháng Mười một, ông liên tục thực hiện thí nghiệm trong một phòng thí nghiệm tối tại Đại học Würzburg, Đức. Rồi ông nhận ra được một sự lạ xuất hiện ở một điểm cách xa những cái ống Crookes kia: có một màn hình được phủ barium platinocyanide – thứ vật liệu huỳnh quang hay được dùng trong phim ảnh cứ sáng lên mỗi lần có dòng điện đi qua ống Crookes.
Ông không rõ rằng hiện tượng kì lạ này là gì, và cố gắng lý giải nó bằng vô số các thử nghiệm cũng như ghi lại chi tiết từng lần thử một, ông gọi thứ tia kì lạ này là "tia X - tia Ẩn số", vì chữ "X" tượng trưng cho điều chưa biết. Ông lấy tia X soi lên nhiều loại vậy liệu khác nhau, nhận thấy rằng với những vật liệu nhất định, tia X sẽ đi xuyên qua chúng.
Ít ngày trước Giáng Sinh, ông gọi vợ xuống "giúp một tay". Bà Roentgen giơ tay trước thứ tia X kì lạ 15 phút. Truyền thuyết kể rằng bà đã kinh sợ hô lớn "Tôi đã nhìn thấy cái chết của mình!" và không bao giờ dám bước vào phòng thí nghiệm của chồng mình nữa. Cũng đúng, tự nhiên thấy xương tay mình hiện trên tường, ai vào thời đó cũng sẽ nghĩ thế thôi.

Vợ ông không thích thú lắm với hình ảnh đáng sợ này, nhưng những nhà nghiên cứu khoa học khác thì có. Ông Roentgen gửi hình mẫu cho nhiều nhà vật lý học khắp Châu Âu, kèm theo báo cáo khoa học nêu chi tiết về khám phá của mình.
Trong số người nhận có Arthur Schuster tại Đại học Manchester, chuyên gia nghiên cứu nhiều lĩnh vực khác nhau của vật lý như từ tính, quang phổ học và thiên văn học. Khi ông nhận được báo cáo nghiên cứu này hồi năm 1896, ông đã tái dựng thí nghiệm này ngay trong khu vực nghiên cứu của mình.
Ông Schuster chụp lại vô vàn những bức hình khác nhau bằng tia X: những con cóc, những khớp xương, thậm chí là bàn chân của đứa con 6 tuổi của mình. Ông ngay lập tức nhận ra được những lợi ích quý giá về mặt y học của thứ tia kỳ lạ này, và cũng nhận ra rằng nó cũng là một loại tia sáng thôi, có điều là nó có rất nhiều năng lượng do bước sóng của những tia này rất ngắn.

Bởi vì những ứng dụng y học vô giá mà tia X mang lại, nhà nghiên cứu Wilhelm Roentgen đã không đăng ký xin cấp bằng sáng chế cho tia X. Thế là công nghệ này nhanh chóng được áp dụng vào cả y học lẫn trong đời sống hàng ngày. Ai ai cũng có thể sử dụng tia X để sử dụng cho mục đích cá nhân. Có anh chồng mẫn cán đã dành ra 10 tiếng để chụp lại hình X-quang xương hông bị rạn của vợ mình.
Thời ấy, người ta vẫn chưa biết tới những ảnh hưởng của tia X lên sức khỏe. Chúng vô hình, nhưng tác động của tia X lại hiễn rất rõ. Người phụ nữ rạn xương hông kể trên, sau 10 tiếng đồng hồ đứng trước tia X đã bị bỏng, nhiều người bị rụng tóc hay rộp da ở nhiều mức độ. Clarence Dally, một kỹ sư X-quang trong phóng thí nghiệm của Thomas Edison, đã bị phơi nhiễm phóng xạ nặng đến mức ông đã phải chặt bỏ hai cánh tay của mình, và qua đời ở tuổi 39 do ung dư da.
Tuy nhiên, bạn đừng quá lo lắng bởi ta đã qua thời đó lâu lắm rồi. Phiên bản hiện đại của tia X gần như vô hại.

Qua nhiều thử nghiệm, các nhà khoa học đã đo được mức phóng xạ một người nhận vào khi đứng trước tia X. Lúc ấy, cái tên Wilhelm Roentgen trở nên nổi tiếng và thông dụng – người ta thường gọi tia X là tia rơn-gen, có lẽ bạn đã nghe thấy cái tên này rồi.
Rồi những tên ấy cũng dần bỏ, chỉ còn lại là tia X, X-quang cho ngắn gọn. Tuy vậy cụm từ "Roentgen" vẫn còn được sử dụng làm đơn vị đo mức bức xạ, và trong tiếng Đức, tia X vẫn còn được biết tới là tia Roentgen – tia rơn-gen.

Sau vài giờ, Becquerel đem tấm kính ảnh đi tráng rửa. Phỏng đoán của ông đã được chứng thực: dấu vết của cục muối urani hiện lên rất rõ ràng trên kính ảnh. Lặp lại thí nghiệm vài lần, kết quả đều như vậy, khiến Becquerel vui mừng định viết bài báo công bố phát hiện của mình. Tuy nhiên, với tính cẩn trọng thường thấy ở các nhà thực nghiệm, ông quyết định thực hiện thí nghiệm thật tỉ mỉ lần cuối cùng.

Đó là một quyết định mang tính định mệnh dẫn đến một quyết định mang tính linh cảm để rồi có được một phát hiện mang tính tình cờ nhưng có ý nghĩa thực sự lớn lao. Nếu không có sự phát hiện đó, sự phát triển của vật lý học có lẽ phải bị chậm lại nhiều năm.

Khâu chuẩn bị đã xong nhưng không thể thực hiện được cuộc thí nghiệm cuối cùng vì thời tiết trở nên quá xấu. Mặt Trời bị những đám mây nặng như chì che khuất. Becquerel đành đem tấm kính ảnh đã bọc giấy đen cẩn thận và, có cục muối bên trên, cất vào hộc kéo. Mấy ngày sau vẫn chưa có nắng. Không hiểu vì sao, có lẽ một phần cũng do sốt ruột, Becquerel quyết định dù sao cũng cứ tráng rửa tấm kính ảnh. Ông đã vô cùng ngạc nhiên khi thấy hình ảnh cục muối urani hiện trên tấm kính ảnh còn rõ nét hơn so với hình ảnh của nó trong những lần thí nghiệm trước, mặc dù không hề có một sự phát huỳnh quang nào của muối urani trong ngăn bàn tối om, nhất là vào những ngày mây mù ảm đạm.

Thực hiện bổ sung vài thí nghiệm nữa, Becquerel đi đến khẳng định quan trọng: muối sunfat urani kali, dù dưới ánh sáng Mặt Trời hay trong bóng tối, đều phát ra những tia có tính xuyên thấu và tác dụng như tia X. Ông gọi tia này là “tia Urani”.

Ngày 26-2-1896, Becquerel công bố thí nghiệm của mình. Cả thế giới khoa học xôn xao về hiện tượng phát tia dị thường và huyền bí. Nhiều nhà nghiên cứu gấp rút chú tâm về đó tìm hiểu. Trong số đó có Marie Currie, người Pháp gốc Ba Lan, sau này được tôn vinh là nhà nữ bác học kiệt xuất nhất thế kỷ XX. Có thể nói ngày này không những chính thức được ghi nhận là ngày nhân loại phát hiện ra hiện tượng phóng xạ, mà còn là ngày mở màn cho cuộc công phá mãnh liệt trong hiện thực vào thế giới hạ nguyên tử, và đồng thời cũng là ngày cáo chung của cái quan niệm nguyên tử là thực thể vật chất nhỏ nhất bất khả phân chia.

Marie Currie tên thời con gái là Maria Sklodowska. Bà sinh ngày 7-11-1867 tại Vacxava (thủ đô Ba Lan) trong một gia đình nhà giáo nghèo. Lớn lên, bà và người chị gái Bryon (Bronislawa Sklodowska) của bà là những thiếu nữ rất hiếu học. Thời đó, chính phủ Ba Lan không chấp nhận phụ nữ theo học tại các trường đại học. Việc một phụ nữ theo đuổi nghiên cứu khoa học vẫn bị coi là dị hợm. Vì vậy, hai chị em Marie đều chung mơ ước sang Pari, thủ đô nước Pháp để học tập. Tuy nhiên, hoàn cảnh kinh tế gia đình đã không thể đáp ứng nguyện vọng đó cho cả hai chị em cùng một lúc. Thế là hai người đành đi đến thỏa thuận ưu tiên cho Bryon sang Pháp học, Marie ở lại, làm gia sư cho một nhà điền chủ trong vùng để kiếm tiền tiếp tục theo học tại “Trường đại học lưu động” do một số trí thức yêu nước bí mật lập ra, đồng thời hỗ trợ kinh phí thường kỳ cho Bryon.

Trong thời gian làm gia sư, giữa Marie và con trai người điền chủ nảy nở một mối tình say đắm. Hai người định đi đến hôn nhân nhưng không được bố mẹ chàng trai chấp nhận. Chàng trai là một thư sinh nhút nhát nên đã từ bỏ Marie. Mối tình đầu đổ vỡ khiến Marie vô cùng đau khổ và định tìm đến cái chết nhưng rất may bạn bè bà đã phát hiện và ngăn chặn kịp thời.

Người chị Bryon học xong đại học y khoa và cũng đã có việc làm đã mở ra khả năng cho Marie lên đường sang Pari. Marie bước vào trường đại học Sorbonne lúc đã 24 tuổi. Sẵn trí thông minh cùng với sự nỗ lực, Marie nhanh chóng trở thành một sinh viên nổi bật về thành tích học tập xuất sắc. Tuy nhiên cũng vì nỗ lực học tập trong điều kiện sinh hoạt quá kham khổ, ăn uống luôn thiếu thốn (thậm chí có khi suốt một thời gian dài ăn bánh mì với nước trà đường) nên Marie mắc bệnh thiếu máu và hay bị ngất.

Sau khi tốt nghiệp, Marie có ý định trở về Ba Lan làm việc. Song một sự kiện định mệnh đã giữ bà lại làm công dân nước Pháp vĩnh viễn và đi vào lịch sử khoa học nói chung cũng như lịch sử khám phá hiện tượng phóng xạ nói riêng như một tấm gương sáng ngời về niềm say mê khoa học, về tinh thần vượt qua mọi khó khăn gian khổ trong nghiên cứu khoa học cũng như về tinh thần giản dị, trong sáng, bất vụ lợi và đầy hy sinh trong sự nghiệp phụng sự loài người. Đầu năm 1894, Marie nhận lời mời của Hội doanh nghiệp Pháp tham gia nghiên cứu từ tính của các loại thép. Bà đã nhờ đến sự trợ giúp của một vị giáo sư vật lý gốc Ba Lan. Vị này giới thiệu Marie với Pierre Curie, nhà khoa học 35 tuổi, chưa vợ và đã nổi tiếng. Cuộc gặp gỡ giữa hai người nhanh chóng làm xuất hiện một hiện tượng tâm đầu ý hợp kỳ lạ và hiếm hoi trong hợp tác nghiên cứu khoa học mà ở đó, có lẽ tiếng sét ái tình của duyên phận đã góp phần quyết định.
Pierre Curie sinh ngày 15-5-1859 tại Pari, lớn lên theo học trường đại học Sorbonne rồi trở thành giáo sư môn vật lý tại trường vật lý và hóa học Pari năm 1895. Từ năm 1904, Pierre là giáo sư trường đại học Sorbonne. Ngày 3-7-1905, ông được bầu làm viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Pháp. Ngoài những thành tích khoa học đã gặt hái được cùng với Marie, ông còn có nhiều đóng góp về lý thuyết đối xứng tổng quát và viết nhiều sách có giá trị về điện học. Ông cũng là người chế tạo ra nhiều máy móc về điện như tĩnh điện kế, tụ điện, cân từ tính… Chiều ngày 19-4-1906, Pierre đã thiệt mạng trong một tai nạn xe ngựa trên đường phố Pari. Ông qua đời làm cho nước Pháp mất đi một nhà khoa học nổi tiếng ở độ tuổi vẫn còn tràn đầy những hứa hẹn cho khoa học.

Antoine Henri Becquerel
Antoine Becquerel, nhà vật lý người Pháp
Sinh	15 tháng 12 năm 1852 Paris, Pháp
Mất	25 tháng 8 năm 1908 Le Croisic, Bretagne, Pháp
Nơi cư trú	Pháp
Ngành	Vật lý

Nổi tiếng vì	Hiện tượng phóng xạ
Giải thưởng	Giải Nobel vật lý (1903)

Marie Skłodowska-Curie
Marie Curie, khoảng 1920
Sinh	7 tháng 11, 1867 Warszawa, Vương quốc Ba Lan, sau là một phần của Đế quốc Nga
Mất	4 tháng 7, 1934 (66 tuổi) Passy, Haute-Savoie, Pháp
Nơi cư trú	Ba Lan và Pháp
Quốc tịch	Ba Lan Pháp
Tôn giáo	Vô thần
Ngành	Vật lý học, hóa học
Nơi công tác	Đại học Sorbonne



Nổi tiếng vì	Nghiên cứu phóng xạ, polonium, radium
Giải thưởng	Giải Nobel Vật lý (1903) Huy chương Davi (1903) Huy chương Matteucci (1904) Giải Nobel Hóa học (1911)
Chữ ký
Ghi chú Bà là một trong hai người đoạt 2 giải Nobel ở hai lĩnh vực khác nhau. Bà là mẹ của Irène Joliot-Curie và Ève Curie.
Vợ/chồng	Pierre Curie (1859–1906)

Pierre Curie

Sinh	15 tháng 5 năm 1859 Paris, Pháp
Mất	19 tháng 4, 1906 (46 tuổi) Paris, Pháp
Ngành	Vật lý


Nổi tiếng vì	Hiện tượng phóng xạ
Giải thưởng	Giải Nobel vật lý(1903) với Marie Curie, Huy chương Matteucci (1904)

Sau hơn một năm quen nhau, vào tháng 7-1895, Marie và Pierre tổ chức kết hôn. Đám cưới của họ đơn sơ đến mức đạm bạc. Sau kết hôn, Marie tiếp tục hoàn thành chương trình đào tạo sư phạm và với sự động viên của chồng, bà quyết định phấn đấu để đạt được học vị tiến sĩ vật lý. Đang lúc định hướng nghiên cứu thì thí nghiệm của Becquerel được công bố, trở thành sự kiện gây hứng khởi nổi bật, và qua sự gợi ý của chính Becquerel, Marie đã chọn hiện tượng phát tia urani từ muối uranit làm đề tài nghiên cứu khoa học của mình. Lúc đó chắc bà không ngờ rằng đã chọn con đường vô cùng khó khăn gian khổ và nhọc nhằn nhưng cũng đầy vinh quang.

Vừa bắt tay vào nghiên cứu, Marie đã nhanh chóng chứng minh được rằng hiện tượng phóng tia urani không phải là kết quả của phản ứng hóa học đơn thuần mà có nguyên nhân từ thuộc tính nội tại nguyên tử. Hơn nữa, đi sâu nghiên cứu thí nghiệm các loại quặng uranit thiên nhiên, Marie phát hiện ra điều hết sức quan trọng: tia urani phát ra từ các quặng đó mạnh hơn hẳn tia urani phát ra từ chất urani tinh chế. Phát hiện đó tất yếu dẫn đến giả thiết rằng, trong các quặng uranit phải tồn tại ít ra là một nguyên tố chưa biết có khả năng phát tia mạnh hơn của urani. Cuối năm 1898, Marie kết luận chắc chắn có một nguyên tố như vậy với bằng chứng là một vạch lạ trong quang phổ của quặng uranit. Tuy nhiên, đối với các nhà khoa học, với bằng chứng đó thôi là chưa đủ sức thuyết phục.

Nhận thấy tầm quan trọng và triển vọng to lớn của đề tài khoa học mà Marie đang theo đuổi, Pierre đã gác lại mọi công việc nghiên cứu tinh thể của mình để toàn tâm toàn ý kề vai sát cánh bên vợ tìm cách chiết tách cho được chất huyền bí đó. Vợ chồng Marie đã phải tiến hành công việc trong một điều kiện cực kỳ vất vả và thiếu thốn mọi bề. Hai người phải tìm hỏi mãi mới có được nơi tiến hành xử lý quặng và thực hành các thí nghiệm. Đó là một nhà kho tồi tàn, chật hẹp, nhiệt độ vào mùa đông thường khoảng 6^oC, mượn được của trường Hóa học và Vật lý Pari mà theo nhận xét của một nhà hóa học lúc đó thì “trông nó giống như một cái chuồng ngựa hay một cái hầm chứa khoai tây hơn là phòng thí nghiệm”. Vợ chồng Marie thường chỉ có thể tiến hành phục vụ nghiên cứu khoa học ở đó vào ban đêm vì ban ngày họ còn phải đi giảng dạy để kiếm sống.

Sau 4 năm cật lực với hàng tấn quặng uranit và miệt mài với hàng loạt các thí nghiệm, năm 1903, vợ chồng Marie đã thu được một lượng dù là ít ỏi nhưng cũng đủ để chứng thực sự tồn tại của không những một mà là hai nguyên tố lạ, tự phát tia rất mạnh. Như vậy, không phải chỉ có nguyên tố urani mới phát ra tia urani. Chính phát hiện này mà vợ chồng Marie đưa ra thuật ngữ “phóng xạ” và tia urani từ đó cũng được gọi là tia phóng xạ. Một trong hai nguyên tố mới xác định đó được vợ chồng Marie đặt tên là poloni (nhằm tưởng niệm tổ quốc Ba Lan của Marie, tiếng Pháp: Pologne nghĩa là Ba Lan). Nguyên tố poloni phát xạ mạnh gấp khoảng 400 lần so với urani tinh chế. Nguyên tố còn lại được vợ chồng Marie đặt tên là Pradi (radiation nghĩa là phát xạ). Nguyên tố này phát xạ rất mạnh, gấp gần một triệu lần so với sự phát xạ của urani nguyên chất.

Nhớ lại quãng thời gian lao động sáng tạo phi thường ấy, có lần Marie đã nói: “Gần 4 năm trời ròng rã đó, chúng tôi không có tiền, cũng chẳng có một ai giúp đỡ, song tôi có thể nói không chút khoa trương rằng, mấy năm đó là thời kỳ anh dũng và cũng hạnh phúc nhất trong cuộc sống của hai vợ chồng tôi”.

Cũng trong năm 1903, Marie được phong học vị “tiến sĩ vật lý quốc gia” và cuối năm này, hai vợ chồng bà cùng Macquerel được được trao giải Nobel vật lý. Marie trở thành người phụ nữ đầu tiên trên thế giới nhận được giải thưởng này.

Phát hiện ra hiện tượng phóng xạ tạo ra một bước ngoặt cực kỳ quan trọng, mang tính quyết định đến khả năng tiếp cận sâu rộng của khoa học vào tầng Vũ trụ vi mô, cụ thể là tầng hạ nguyên tử, đến với kho tàng ẩn chứa hầu như nhiều vô tận thứ tối cần thiết cho hoạt động sống còn của nhân loại văn minh trong một tương lai đã đến gần, đó là năng lượng. Tuy nhiên, lời phát biểu có tính cảnh báo và cảm nhận tiên tri của Pierre Curie khi mới phát minh ra hiện tượng phóng xạ, vẫn còn đang vang vọng: “Có thể thấy trước một cách dễ dàng là trong những bàn tay tội ác, radi có thể trở thành một vật rất nguy hiểm. Do đó nảy ra một câu hỏi: vậy việc phát hiện những bí mật của tự nhiên có thực là một lợi ích đối với nhân loại hay không? Đã thật sự đến lúc cần biết chúng để sử dụng chúng một cách đúng đắn chưa, hay việc biết đó chỉ mang lại tai họa cho nhân loại? Phát minh của A. Nôben, về mặt này, là một ví dụ điển hình. Những chất thuốc nổ mạnh giúp con người làm nên những kỳ công tuyệt vời, nhưng chúng cũng là một phương tiện phá hoại ghê gớm trong tay những tên tội phạm lớn đang đẩy các dân tộc vào con đường chiến tranh… Tôi thuộc loại người tin tưởng rằng những phát minh mới sẽ đem lại cho nhân loại ích lợi nhiều hơn là tai họa…”

Thế thì hơn một thế kỷ nay, chúng ta hãy tự hỏi mình, kể từ khi vợ chồng Marie tách lập được Radi và Poloni cho đến những năm đầu thuộc thập niên thứ hai của thế kỷ XXI, giữa khổ đau và sung sướng, giữa tai họa và ích lợi, loài người nhận được thứ nào nhiều hơn từ sự nghiên cứu hiện tượng phân rã phóng xạ? Thật khó mà trả lời cho dứt khoát được! Trong lời phát biểu của mình, Pierre đã coi trường hợp A. Nôben như một điển hình của sự trái khoáy trớ trêu trong nghiên cứu khoa học. Vậy A. Nôben là ai? A. Nôben (Alfred Bernhard Nobel, 1833-1896) là người Thụy Điển, lúc nhỏ có năng khiếu về khoa học kỹ thuật, lớn lên đi sâu vào nghiên cứu chất nổ. Trước ông, Nitroglycerin đã được biết là một chất nổ cực nhạy. Do nghiên cứu chất này mà năm 1864, nhà máy của ông phát nổ. Rất nhiều công nhân thiệt mạng, trong đó có cả em trai ông. Sau lần tai nạn đó, sự nghiên cứu Nitroglycerin hầu như bị mọi người bác bỏ, nhưng Nôben vẫn quyết giữ ý định chế tạo bằng được thuốc nổ cho thực tế ứng dụng. Quá trình thử nghiên cứu kết hợp Nitroglycerin với các chất khác, Nôben đã tạo ra được thuốc nổ mạnh dynamit cũng như một số thuốc nổ khác. Nói chung, tổng số sáng chế đã đăng ký và được lưu trữ ở Anh là 129 công trình. Từ việc sản xuất thuốc nổ (Nôben có 15 công ty sản xuất thuốc nổ trên thế giới) và khai thác dầu mỏ mà ông trở nên giàu có. Do chế tạo và sản xuất thuốc nổ mà sinh thời, nhiều người coi ông là hung thần phá hoại, có người gọi thẳng ông là “tên sát nhân”. Có lẽ điều đó đã tác động mạnh đến tâm hồn Nôben nên trước khi qua đời, ông đã di chúc dành phần lớn tài sản của mình (khoảng 70 triệu Curon, tiền Thụy Điển, có giá trị lớn thời bấy giờ) để làm quỹ cho giải thưởng cũng do chính ông đề xướng, được gọi là giải Nôben. Lợi tức hàng năm của số tiền đó được chia đều thành 5 phần cho 5 giải thưởng ở 5 lĩnh vực: Vật lý học, Hóa học, Sinh học, Y học, Văn học và về hoạt động Bảo vệ hòa bình. Năm 1969, có thêm giải Nôben về Kinh tế học.

Thật là oái oăm khi một giải thưởng tôn vinh trí tuệ và lương tri con người lại được thành lập trên cơ sở những đồng tiền kinh doanh thuốc nổ, thứ mà tác dụng nổi bật của nó là tàn phá môi trường thiên nhiên và hủy diệt sinh linh, nhất là làm tăng trưởng đột biến khả năng giết chóc hàng loạt lẫn nhau trong nội bộ loài người. Chúng ta cho rằng sự oái oăm đó, dù có gán cho Nôben thì xét đến cùng, không phải là do ông gây ra, mà chính là sự thể hiện cái lý trí còn lầm lạc, chưa sáng suốt, cái ý chí bị lũng đoạn bởi tham lam, thèm khát danh lợi đầy vị kỷ và quá độ, cũng như bởi lòng thù hận của con người nói chung.

Cùng với việc cô lập được radi, vợ chồng Marie còn phát hiện ra tác dụng tiêu diệt tế bào bởi tia phóng xạ của nó. Thế là họ xem xét luôn cả việc tìm cách sử dụng tia phóng xạ này vào việc chữa trị ung thư. Trong quá trình xem xét tìm hiểu đó, nhiều khi họ tiến hành thí nghiệm ngay trên cơ thể mình. Vì thế vợ chồng Marie cũng được cho là những người đi tiên phong trong nghiên cứu ứng dụng chất radi chống bệnh ung thư và ngày nay “xạ trị” (chữa bằng tia phóng xạ) đang là phương pháp hữu hiệu chữa loại bệnh nan y này.

Sau khi Pierre mất vì tai nạn giao thông, Marie được phong giáo sư, và được mời thay thế chồng mình giảng dạy môn vật lý ở trường đại học Sorbonne. Lần đầu tiên ở Pháp, một học hàm cao như vậy được trao cho một phụ nữ.

Năm 1911, Marie được trao giải Nobel hóa học. Bà cũng lại là người đầu tiên trên thế giới nhận được hai giải thưởng danh giá này. Đặc biệt cho đến nay, Marie vẫn là người phụ nữ duy nhất trên thế giới được hai lần trao giải Nobel.

Năm 1914, Viện Radi ở Pari được thành lập và Marie trở thành giám đốc đầu tiên của viện này. Viện Radi ở Pari chính là cơ sở đầu tiên trên thế giới nghiên cứu ứng dụng phóng xạ Radi trong điều kiện ung thư.

Marie say mê trong nghiên cứu khoa học bao nhiêu thì cũng nhiệt tình trong các hoạt động nhân đạo bấy nhiêu và dù ở đâu, làm bất cứ việc gì, bà cũng tỏ ra là một người có tâm huyết trong sáng, quên mình. Có lần bà nói: “Nếu như biết sống để theo đuổi lý tưởng với một tinh thần chân chính và tự do, có nghị lực để tiến lên phía trước, làm việc một cách thành thật chứ không tự dối mình, thì có thể đạt đến mức độ chân – thiện – mỹ.”

Có chuyện rằng, thời đó vì rất khó khăn trong việc tách Radi nguyên chất từ quặng và công dụng điều trị ung thư của nó cũng đã được thừa nhận nên nó trở thành chất rất quý hiếm. Giới đầu tư đua nhau trả giá rất cao để cố mua phương pháp tinh luyện radi của Marie. Bà không bán vì cho rằng “làm như thế là phản lại tinh thần khoa học” và đã công bố cho thế giới biết tiến trình tách poloni và radi của bà mà không đăng ký lấy bằng sáng chế. Chuyện nữa, năm 1921, Marie sang Mỹ để vận động gây quĩ cho công cuộc nghiên cứu radi. Tổng thống Mỹ lúc đó là Warren Hariding đã thay mặt phụ nữ Mỹ, tận tay thư đề tặng và một gam radi. Đọc thư tặng, bà đề nghị: “Thư tặng này cần phải sửa lại. Một gam radi mà nước Mỹ tặng tôi hãy nên mãi mãi là của khoa học (…). Nhưng nếu theo thư này nói thì sau khi tôi mất đi, một gam radi đó sẽ trở thành của riêng, mà cụ thể là thành tài sản của con gái tôi. Điều này hoàn toàn không thể được”. Và thể theo yêu cầu của Marie, chính phủ Mỹ đã phải sửa lại nội dung thư tặng.

Năm 1922, Marie trở thành viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Pháp.

Do tiếp xúc nhiều với chất phóng xạ mà Marie đã bị phơi nhiễm phóng xạ. Từ năm 1920, đã có những biểu hiện tàn phá của phóng xạ trên cơ thể của bà. Những ngày tháng cuối đời, bà gần như bị mù, các ngón tay bị cháy xém, tủy xương bị tổn thương nghiêm trọng, hoàn toàn kiệt sức và phải ngưng làm việc. Marie Currie từ trần ngày 14-7-1934 tại Valene nước Pháp, để lại cho đời sau lời nhắn nhủ giản dị: “Trong khoa học, điều quan trọng là phát minh ra cái gì, chứ không phải là bản thân nhà nghiên cứu”.

Điện Pathéon là một tòa lăng mái vòm nổi tiếng. Đó là nơi an nghỉ đời đời của những bậc vĩ nhân nước Pháp. Năm 1995, di hài của Marie được đưa vào điện Pathéon, đặt bên cạnh hài cốt người chồng đoản thọ của bà, người mà sinh thời bà vô cùng yêu quí. Điều thú vị: bà cũng là người phụ nữ đầu tiên mà di hài vinh dự được thờ trong điện Pathéon.

(Còn tiếp)
---------------------------------------------------------------

Xem tiếp...

TT&HĐ V - 49/h

[VẬT LÝ 12] Phóng xạ - Định luật phóng xạ

PHẦN V: THỐNG NHẤT

"Khoa học là một sức mạnh trí tuệ lớn nhất, nó dốc hết sức vào việc phá vỡ xiềng xích thần bí đang cầm cố chúng ta."
Gorky

"Mỗi một thành tựu lớn của nhà khoa học chính là xuất phát từ những ảo tưởng táo bạo".
JohnDewey

"Chân lý chỉ có một, nó không nằm trong tôn giáo, mà nằm trong khoa học."
Leonardo da Vinci

"Cái khó hiểu nhất chính là hiểu được thế giới"

Albert Einstein

"Có hai cách để sống trên đời: một là xem như không có phép lạ nào cả, hai là xem tất cả đều là phép lạ".

Albert Einstein

“Người nhìn thấy cái đa dạng mà không thấy cái đồng nhất thì cứ trôi lăn trong cõi chết”.

Upanishad

CHƯƠNG X (XXXXIX): LỜI "LẢM NHẢM" SAU CÙNG

“Điều gì đã thổi sức sống vào các phương trình và làm cho chúng có thể mô tả Vũ Trụ?”

Stephen Hawking

“Không có thiên tài nào mà không pha lẫn sự điên rồ trong đó”

Arixtốt

“Thiên tài khác ngu ngốc ở chỗ thiên tài có giới hạn”

A. Anhxtanh

“Nếu thực tại không tương đồng với lý thuyết, hãy thay đổi thực tại”

A. Anhxtanh

“Có thật nhiều thứ để tìm hiểu, nhưng cũng thật ít thứ đã được tìm hiểu thấu đáo”

Robert A. Heinlein

“Từ Vũ Trụ, tôi không còn nhìn thấy biên giới các quốc gia! Trái đất xanh một màu xanh vĩnh cửu”. Gagarin

Trịnh Xuân Thuận

Albert Einstein

NTT

""Của dân,do dân và vì dân" là nguyên tắc cơ bản của mọi nhà nước trong việc duy trì và bảo toàn xã hội chứ không phải sở hữu riêng của NNVN".

NTT

(Tiếp theo)

Sau khi Becquerel công bố phát hiện ra tia phóng xạ thì việc tìm hiểu bản chất của nó cũng được kích hoạt trong nghiên cứu và các nhà vật lý nhanh chóng biết được nó không phải là vật chất thuần nhất mà là tập hợp của nhiều tia. Năm 1899, Rudơpho khám phá ra hai tia thành phần trong tia phóng xạ tự nhiên mà ông gọi là tia anpha (

) và tia bêta (

). Năm 1900, Paul Villard khám phá ra tia thứ ba và nó được gọi là tia gamma (

). Ngày nay chúng ta đều biết tia

chính là dòng hạt gồm các hạt nhân của nguyên tử Hêli, tia

chính là dòng điện tử, còn tia

chính là dòng các bức xạ điện từ có tần số cao hơn tần số của tia X. Theo vật lý học, nguyên nhân làm xảy ra hiện tượng phóng xạ tự nhiên là các nguyên tử của chất phóng xạ có cấu tạo không bền vững cho nên hạt nhân của chúng bị phân rã và sau khi phát ra những hạt hay bức xạ nhất định, biến thành nguyên tử khác. Nguyên tử của các nguyên tố chất phóng xạ khác nhau thì phát ra những tia thuần nhất khác nhau, có thể là tia

, có thể là tia

, cũng có thể là tia

(tuy nhiên, dù hiếm thấy thì cũng có trường hợp cùng một nguyên tố có thể phát ra hoặc tia

hoặc tia

Ernest Rutherford
Ernest Rutherford
Sinh	30 tháng 8 1871 Brightwater, New Zealand
Mất	19 tháng 10 1937 Cambridge, Anh
Nơi cư trú	Anh
Ngành	Vật lý



Nổi tiếng vì	Là cha đẻ của vật lý hạt nhân
Giải thưởng	Giải Nobel hóa học 19

Paul Ulrich Villard

Sinh ra	28 Tháng Chín 1860 Saint-Germain-au-Mont-d'Or
Chết	13 tháng 1 năm 1934 (73 tuổi) Bayonne
Được biết đến với	Discoverer of Gamma Rays

Nhưng vì sao một lượng chất phóng xạ thiên nhiên thường vẫn phát ra cùng lúc ba loại tia đó như thực nghiệm vật lý đã cho thấy? Đơn giản là vì một nguyên tố chất phóng xạ (gọi là chất mẹ) khi phóng xạ ra một tia thuần nhất nào đó thì chuyển biến thành nguyên tố chất khác (gọi là chất con). Chất con này cũng được cấu tạo bởi những nguyên tử không bền vững nên lại phóng xạ tiếp, theo cách đặc thù qui định cho nó. Cứ thế, sự phóng xạ có tính hỗn hợp và được duy trì cho đến khi tất cả các nguyên tố chất phóng xạ tồn tại trong lượng chất đang xét trở thành nguyên tố chì. Người ta đã thấy rằng trong thiên nhiên (ở môi trường Trái Đất), hiện tượng phóng xạ tự nhiên được duy trì như trên là có tính mặc định, và thể hiện cụ thể ra dưới dạng ba dãy (còn gọi là chuỗi, dòng họ) phóng xạ mà nguyên tố chất đứng đầu (đóng vai trò nguyên thủy, nguồn cội xuất phát) của mỗi dãy, lần lượt là urani, thori và actini.

Sau một quá trình nghiên cứu tích cực hơn một thế kỷ, các nhà vật lý học đã nhận biết được một cách sâu sắc cơ chế của phân rã phóng xạ tự nhiên. Không những thế, năm 1934, Irene (con gái của Marie Currie) và chồng bà là F. Joliot đã phát hiện ra hiện tượng phóng xạ nhân tạo. Nếu dùng các hạt hạt nhân (như hạt a, nơtrôn…) bắn phá các nguyên tố hóa học thì hầu như nguyên tố hóa học nào cũng tạo ra các chất đồng vị phóng xạ mới chưa từng có trong thiên nhiên. Đặc biệt, năm 1939, hai nhà vật lý người Đức tên là L. Meitner và O. Frisch đã chỉ ra rằng khi bị nơtrôn bắn phá, hạt nhân urani vỡ ra thành hai phần, đồng thời giải phóng ra một số năng lượng khá lớn. Quá trình phân rã đó được gọi là “phản ứng phân hạch hạt nhân”. Ngày 30-4-1939, tức là đúng bốn tháng trước khi phát xít Đức tấn công Ba Lan làm bùng nổ chiến tranh thế giới thứ hai, trên một tờ báo xuất hiện dòng tin ngắn: “Tiến sĩ N. Bo (Niels Bohr) ở Copenhagen tuyên bố rằng, khi dùng nơtrôn chậm bắn phá vào một khối lượng nhỏ chất đồng vị Urani 235 tinh khiết, có thể tạo ra phản ứng dây chuyền hay một vụ nổ nguyên tử với sức công phá kinh khủng, có thể làm bay cả phòng thí nghiệm và tất cả những công trình kiến trúc xung quanh trong phạm vi nhiều dặm”. Nỗi trăn trở đầy lo âu của Pierre Curie năm nào đã bắt đầu trở thành hiện thực! Vào ngày xui xẻo (ngày 13) trong tháng xui xẻo (tháng 6) của năm kết thúc chiến tranh thế giới thứ hai (năm 1945) quả bom nguyên tử đầu tiên của nhân loại văn minh, biểu tượng cho một trí tuệ sáng suốt trong điên rồ, được kích hoạt cho phát nổ. Và rồi hậu quả của sự kiện đó như thế nào thì chúng ta đều đã biết.

Nhưng sức tàn phá hủy diệt của bom nguyên tử vẫn chưa là gì so với bom khinh khí (bom H).

Nếu trong tự nhiên xảy ra quá trình phân chia hạt nhân nặng hơn thành những hạt nhân nhẹ hơn thì ắt trong một điều kiện thích hợp, cũng xảy ra quá trình tổng hợp hạt nhân nặng hơn từ những hạt nhân nhẹ hơn.

Năm 1938, nhà vật lý Hans Bethe đã đưa ra giả thuyết để giải thích sự phán tán mãnh liệt và được duy trì lâu dài của Mặt Trời nói riêng và các ngôi sao nói chung. Theo ông, trong lòng Mặt Trời và các vì sao tồn tại một loại chu trình vận động kín gồm sáu phản ứng hạt nhân mà tóm gọn lại là phản ứng tổng hợp hạt nhân sau:

Phản ứng tổng hợp hạt nhân giải phóng năng lượng nhiều hơn hẳn phản ứng phân hạch. Tuy nhiên để phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra thì cần phải có một nhiệt độ rất cao (khoảng từ 10⁷ đến 10⁹ ^oK). Ở nhiệt độ đó vật chất không tồn tại ở trạng thái thông thường như rắn, lỏng hay khí mà ở trạng thái gọi là “plasma” (hay còn gọi là trạng thái ion: các hạt nhân và điện tử chuyển động tự do). Cũng vì vậy, phản ứng tổng hợp hạt nhân còn được gọi là “phản ứng nhiệt hạch”.

Ngay từ năm 1920, Rudơpho và Harkins đã cùng tiên đoán về khả năng tồn tại một đồng vị Hydro có khối lượng gấp đôi khối lượng Hydro. Năm 1931, các nhà vật lý đã thu được chất đồng vị này bằng cách cho bốc hơi Hydro hóa lỏng. Vì cách làm đó rất phức tạp và tốn kém nên trong thực tế ứng dụng, các nhà khoa học thu Hydro nặng (còn được gọi là Đơteri, ký hiệu: D) từ nước nặng (D₂O), dù lượng nước nặng chỉ có 0,015% trong nước thường.

Khi đã có Đơteri rồi thì có thể thực hiện được các phản ứng nhiệt hạch sau trên Trái Đất:

Nhưng làm sao tạo được một môi trường có nhiệt độ đủ cao trong thực tế cho những phản ứng ấy xảy ra? Hiện nay các nhà nghiên cứu đã tạo được một môi trường plasma có nhiệt độ cao như vậy bằng cách gọi là “ném từ trường”, dù chỉ tồn tại trong vài giây và với thể tích khoảng 4 lít. Có lẽ còn lâu nữa người ta mới có thể tạo ra được lò phản ứng nhiệt hạch có điều khiển trong thực tiễn để phục vụ cho đời sống con người.

Irène Joliot-Curie

Sinh	12 tháng 9, 1897 Paris, Pháp
Mất	17 tháng 3, 1956 (58 tuổi) Paris, Pháp
Nơi cư trú	Paris, Pháp
Quốc tịch	French
Ngành	Hóa học



Giải thưởng	Giải Nobel về Hóa học(1935)

Frédéric Joliot-Curie

Sinh	19.3.1900 Paris, Pháp
Mất	14 tháng 8, 1958 (58 tuổi) Paris, Pháp
Ngành	Vật lý học

Nổi tiếng vì	Hạt nhân nguyên tử
Giải thưởng	Huy chương Matteucci (1932), Giải Nobel Hóa học (1935)

Lise Meitner
Lise Meitner năm 1946
Sinh	7 tháng 11 năm 1878 Viên, Áo-Hung
Mất	27 tháng 10, 1968 (89 tuổi) Cambridge, Anh
Nơi cư trú	Áo, Đức, Thụy Điển Vương quốc Liên hiệp Anh
Quốc tịch	Áo-Hung (trước năm 1919), Áo (trước năm 1949), Thụy Điển (sau năm 1949)
Sắc tộc	Do Thái
Tôn giáo	Judaism (pre-1908) Lutheran (post-1908)
Ngành	Vật lý học
Nơi công tác	Viện Kaiser Wilhelm Đại học Berlin







Giải thưởng	Giải Lieben (1925) Max Planck Medal (1949) Enrico Fermi Award (1966)
Chữ ký

Otto Robert Frisch
Ảnh của Otto Robert Frisch trên phù hiệu của Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos.
Sinh	01 tháng 10, 1904 Viên, Áo-Hung
Mất	22 tháng 9, 1979 (74 tuổi) Cambridge, Anh
Ngành	vật lý
Nơi công tác	Đại học Cambridge
Nổi tiếng vì	bom nguyên tử

Giải thưởng	thành viên Hội Hoàng gia
Chữ ký

Hans Bethe

Sinh	2 tháng 7 năm 1906 Strasbourg, Đức
Mất	6 tháng 3, 2005 (98 tuổi) Ithaca, New York, US
Nơi cư trú	Mỹ
Ngành	Vật lý hạt nhân



Nổi tiếng vì	Vật lý hạt nhân Tổng hợp hạt nhân sao Điện động lực học lượng tử
Giải thưởng	Giải Nobel Vật lý (1967) , Huy chương Eddington (1961), Huy chương Oersted (1993)

Tuy nhiên, có thể thấy sự thể rất oái oăm này: tương tự như trong nghiên cứu hiện tượng phân hạch, trong nghiên cứu hiện tượng nhiệt hạch, do sự thôi thúc của cuộc chạy đua tăng cường sức mạnh vũ trang mà hướng ưu tiên đầu tiên cũng lại là chế tạo bom khinh khí hay còn gọi là bom H. Người ta đã thấy ngay rằng không cần tìm kiếm xa xôi, thứ tạo ra môi trường có nhiệt độ cao để cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra chính là bom nguyên tử. Khi bom nguyên tử (cài đặt trong bom H) bị kích nổ, nó gây ra một nhiệt độ cỡ 2x10⁷ ^oK trong lòng bom H, đồng thời tạo ra nơtron tác dụng vào nguyên tố Liti để cho Triti, dẫn đến phản ứng nhiệt hạch giữa Triti và Detơri. Nơtron xuất hiện từ phản ứng này sẽ gây ra phản ứng phân hạch đối với Urani 238. Quá trình đó giải phóng một năng lượng khổng lồ trong chớp mắt, tạo ra sự bùng nổ của bom H.

Ngày 31-10-1952, trái bom H đầu tiên của nhân loại được Mỹ chế tạo và cho nổ trên đảo hoang Elugelap trong quần đảo Marshall (Nam Thái Bình Dương). Sau cú nổ, hòn đảo biến mất trên bản đồ thế giới. Năm sau, vào ngày 12-8, Liên Xô cho nổ trái bom H mà nước đó chế tạo được. Có lẽ bom H được chế tạo và thử nổ thành công như thế không những nhờ vào công lao của các nhà nghiên cứu vật lý mà còn nhờ vào nhiệt huyết bởi hai cái đầu nóng của hai ông lớn đứng đầu hai phe trên thế giới là Xã hội chủ nghĩa và Tư bản chủ nghĩa! Ôi, nhân loại, trong tương lai còn chế tạo loại bom nào “nổ to” hơn bom H nữa không?
Theo chúng ta quan niệm thì có thể thấy, vụ nổ hạt nhân là vụ giải phóng năng lượng có hiệu quả cao nhất trong Vũ Trụ mà loài người có thể tạo dựng được. Nhưng "vụ nổ" giải phóng năng lượng hoàn toàn, triệt để nhất, phải là vụ nổ không còn "xác" vật chất, tạm gọi là "vụ nổ bức xạ" hoặc như tưởng tượng ngày nay: vụ nổ "phản vật chất". Sau vụ nổ ấy, vật chất "tan xác" hết thành bức xạ năng lượng. Nếu trong Tự Nhiên có quá trình ấy, thì cũng phải có quá trình ngược lại, tức là quá trình hun đúc nên vật chất từ bức xạ điện từ. Hay cũng có thể nói: bức xạ điện từ là tiền đề tồn tại của vật chất! Chúng ta cho rằng hiện tượng phóng xạ là trường hợp riêng, kịch phát của hiện tượng thu - phát bức xạ. Đó là quá trình ở cường độ cao mà con người quan sát thấy sự phát bức xạ nổi trội lấn át sự thu bức xạ.

***

Tóm gọn lại, vật lý học hiện nay quan niệm về hiện tượng phóng xạ như sau:

Hiện tượng phóng xạ là hiện tượng hạt nhân tự phóng ra các hạt

(có thể là

electron, hay

politron), bức xạ g, bức xạ X, bắt electron quĩ đạo, tự phân chia thành hai hạt nhân nhẹ hơn phát ra nơtron trễ. Sau khi phân rã phóng xạ, hạt nhân biến thành một nhân khác (nuclid khác) có các tính chất hóa học và vật lý khác với hạt nhân ban đầu. Cho đến nay, người ta đã biết được khoảng 1500 nuclid, trong đó chỉ có khoảng 250 nuclid là bền, còn lại là các nuclid phóng xạ (tự nhiên và nhân tạo).

Các hạt nhân không bền tự phân rã sau một thời gian nào đó tùy theo từng nguyên tố. Trước khi phân rã, hạt nhân không biểu lộ một thay đổi gì. Đúng lúc phân rã, hạt nhân biến đổi các đặc trưng của mình đồng thời cấu trúc lớp vỏ điện tử của nguyên tử cũng biến đổi. Phân rã phóng xạ của một nguyên tố là quá trình có tính thống kê. Không thể nói trước được thời điểm phân rã của một hạt nhân riêng lẻ mà chỉ có thể nói rằng với một khối lượng chất phóng xạ, sau một thời gian nào đó có bao nhiêu phần trăm đã phân rã và còn lại bao nhiêu phần trăm khối lượng của chất đó. Thực nghiệm cho thấy tốc độ phân rã không phụ thuộc vào cách thức thu nhận nguyên tố phóng xạ cũng như những điều kiện khách quan, bên ngoài như nhiệt độ, áp suất, điện từ trường…

Điều đặc biệt là tất cả các chất phóng xạ đều tuân theo một nguyên lý chung về cường độ phóng xạ mà vật lý học đã thiết lập được và gọi là định luật cơ bản của phân rã phóng xạ. Chẳng hạn một lượng chất phóng xạ có số hạt nhân là N thì số N này là một hàm của thời gian và số hạt nhân phân rã trong một đơn vị thời gian tỷ lệ với số hạt N(t) tại thời điểm t. Có thể viết:

Trong đó

là hằng số phóng xạ, đặc trưng cho khả năng phân rã của một nguyên tố phóng xạ nào đó.

Từ biểu diễn trên suy ra được biểu thức cơ bản của định luật phóng xạ:

Trong đó

là số hạt nhân của lượng nguyên tố phóng xạ tại thời điểm t=0.

Quan niệm nêu trên của vật lý học vì được xây dựng trên cơ sở nghiên cứu rút ra từ những kết quả thực nghiệm nên cũng thỏa đáng. Nhưng sự thỏa đáng đó chỉ trong một chừng mực tương đối nhất định chứ chưa triệt để. Tại sao vậy? Tại vì quan niệm đó đã bắt đầu từ một nhận định, theo chúng ta, là hoàn toàn sai lầm. Nếu tin rằng mọi tồn tại và vận động trong tự nhiên đều phải tuyệt đối tuân theo luật nhân – quả thì từ Vũ Trụ, thiên hà, Mặt Trời cho đến nguyên tử, hạt nhân và tận cùng nhỏ là hạt KG đều không thể tự thân vận động được, đều không thể độc lập tuyệt đối đối với môi trường chứa chúng được (về mặt triết học: môi trường của Vũ Trụ thực tại chính là Vũ Trụ ảo và ngược lại!). Như vậy, sự phân rã phóng xạ không thể là vận động tự thân của hạt nhân như vật lý học quan niệm được.

Thế thì nguyên nhân nào làm cho hạt nhân phân rã phóng xa? Đây là câu hỏi cực kỳ hóc búa mà chúng ta không có một chút khả năng nào để trả lời một cách cụ thể và chính xác được. Đành cố gắng hình dung ra trong hoang tưởng và theo cách suy lý thuần túy của triết học.

Chúng ta bắt đầu với Urani 238, nguyên tố đứng đầu một trong ba dòng họ phóng xạ tự nhiên có trên Trái Đất. Trong điều kiện môi trường Trái Đất ngày nay, chỉ còn thấy các quá trình phân hạch (ngẫu nhiên) nói chung và quá trình phóng xạ tự nhiên nói riêng, nghĩa là chỉ có quá trình “thuận” chứ không có quá trình “nghịch”. Tại sao lại không xảy ra phản ứng nhiệt hạch (tổng hợp hạt nhân) hay tạo ra Urani 238 trong điều kiện bình thường? Theo vật lý học, đó là do lực đẩy Culông, và muốn thắng được lực đẩy này phải cần một môi trường có nhiệt độ rất cao. Nhưng nếu phản ứng tổng hợp hạt nhân Hêli từ hai hạt nhân Hydrô đã đòi hỏi một môi trường có nhiệt độ tối thiểu cũng khoảng 10⁷ - 10⁹ ^oK thì để tổng hợp được hạt nhân Urani 238 có số proton nhiều hơn hẳn thì rõ ràng là phải cần môi trường có nhiệt độ cao hơn nhiều. Thật là khó hình dung bởi vì nhiệt độ càng cao thì động năng các hạt nhân tham gia phản ứng nhiệt hạch càng lớn, không những làm liên kết nội tại của chúng yếu đi mà còn phải chịu một tác động cơ học càng lớn nếu chướng ngại, do đó, nguy cơ phân rã cũng rất cao. Hơn nữa, trong môi trường có nhiệt độ càng cao có thể xuất hiện những thực thể độc lập tương đối với môi trường có khối lượng càng lớn là trái ngược với quan sát thông thường. Một nghịch lý nữa là nếu hạt nhân Urani 238 từng được cấu thành ngay tại Trái Đất vào một thời kỳ xa xưa nào đó thì lúc đó Trái Đất phải rất nóng, thậm chí nóng hơn Mặt Trời ngày nay! Để tránh đi những trái khoáy đó, chúng ta cần phải tìm một hình dung khác về sự cấu thành hạt nhân Urani 238.

Theo quan niệm của chúng ta, nhiệt độ là số đo qui ước về mức độ rối loạn vận động của một tập hợp, một “khối” hỗn hợp bức xạ điện từ. Trong một khoảng hạn chế nào đó, con người có thể cảm giác được sự rối loạn đó dưới hình thức nóng – lạnh. Nói cách khác, nhiệt độ là biểu hiện ra trong thế giới vĩ mô về mức độ rối loạn của vận động vật chất ở thế giới vi mô.

Như vậy, mức độ rối loạn bức xạ điện từ càng cao thì nhiệt độ càng tăng. Câu hỏi đặt ra là, nguyên nhân nào gây ra rối loạn bức xạ điện từ? Hiển nhiên, các biểu diễn toán học mà chúng ta đã thiết lập được chỉ ra hai yếu tố tiền nguyên nhân dẫn đến rối loạn bức xạ điện từ là số lượng các bức xạ và mật độ bức xạ trong vùng không gian mà khối bức xạ “chiếm lĩnh” yếu tố tiền nguyên nhân này có mối quan hệ hữu cơ khăng khít với nhau, chuyển hóa lẫn nhau, nhưng yếu tố thứ nhất luôn đóng vai trò tiền đề cho sự tồn tại của yếu tố thứ hai. Nói cách khác, đối với một khối rối loạn bức xạ điện từ thì số lượng của bức xạ “làm nên” nhiệt lượng và “mức độ rối loạn” (mật độ bức xạ) “làm nên” nhiệt độ của khối.

Trong môi trường chân không “tự do”, do có sự chi phối của nguyên lý ưu tiên lan truyền bức xạ nên không thể tồn tại tự nhiên một khối bức xạ như một thực thể vận động tương đối độc lập, hoặc nếu có tồn tại thì cũng “nhạt nhòa” có tính “thoáng qua”. Do đó mà mối quan hệ giữa hai yếu tố tiền nguyên nhân nói trên cũng không thể hiện hoặc thể hiện mờ nhạt và không có tính duy trì. Cho nên, khi nói đến một khối bức xạ tồn tại và vận động nội tại như một thực thể, thì coi như khối bức xạ ấy đã được cách ly (tương đối) bởi một mặt (cầu) đối với môi trường chân không, nghĩa là phải hình dung đến một hệ cô lập (tương đối) tập hợp một số lượng bức xạ nhất định. Trong một hệ cô lập (tương đối) chứa bức xạ như vậy, mối quan hệ giữa hai yếu tố tiền nguyên nhân gây ra sự rối loạn bức xạ sẽ thể hiện nổi trội, dễ nhận biết.
(Còn tiếp)
-----------------------------------------------------------------------

Xem tiếp...

TẾT DỬNG DƯNG (ĐL)

Tết Này Con Không Về - Thanh Hưng (MV)

TẾT DỬNG DƯNG
(Nhớ lại Xuân xưa,khi còn đốt pháo!)

Xuân này
Tết đến
Rồi Tết đi
Đối với ta
Chẳng có điều gì
Phải bận lòng, lưu luyến
Bởi suốt năm qua
Không ăn nên làm ra
Lấy gì đón Tết?

Đêm Ba Mươi
Trước, ta lạy Ông Bà
Sau, nâng ly rượu suông
Nghe người hát:
                   "Vết thù trên lưng ngựa hoang"
Giữa rền vang pháo nổ
Chú mèo vọt qua cửa sổ
Nhảy nhót khắp phòng
(Để trốn tiếng gào báo hiệu mùa xuân?)

Sao lại mất hồn
Hả chú mèo ngờ nghệch?

Mồng Một Tết,
Chẳng khác ngày thường
Lòng ta dửng dưng
Không yêu vui, hờn giận
Hãy thứ lỗi
Hỡi anh em bầu bạn!
Ta không đến thăm ai
Ta cửa đóng then cài,
                            đi dạo
Lặng lẽ nhìn đời...
Khóc cười đỏ đen,
                            bát nháo
Dòng người hớn hở vui xuân
Cửa chùa chật nêm
Ngột ngạt khói nhang cầu xin trời-phật
Khát vọng giàu sang gào thét
Trên đầu lũ ăn xin
Lê lết kêu rên...

Kỳ lạ chưa
Hỡi các đấng cao siêu có thấu,
Trong đám người kia,
                      ai là hiền lương, ai là quỉ dữ?

Bên lề đường,
Ta tiếp tục bước đi
Lòng nặng nghĩ suy
                    về sự trường tồn, vĩnh cửu.
Dưới chân ta
             là lớp lớp tầng tầng
                                của tan tành xác pháo!...

Hôm nay
Tết đã qua
Nào có thấy Xuân về
Chỉ cảm được
Gánh nặng thời gian
Đè lên tuổi tác
Trắng thêm mái đầu tóc bạc
Xòe ngửa bàn tay
              đã run rồi và dày đặc sẹo chai
                                    mà chưa làm nên tích sự!
Vốn liếng có gì
ngoài một hoang tàn quá khứ?
Năm mới báo gì
ngoài mờ mịt tương lai?

Xuân này
Tết đến
Anh và em,
lẽ nào không biết?
Cứ giả đò...
                ngoảnh mặt làm ngơ
Mặc kệ ngoài kia ai đợi ai chờ
Mặc đêm giao thừa vang rền pháo nổ!...

Thôi!...
Đừng thèm buồn khổ,
Dù vẫn bặt tăm vui sướng, nhé em!
Vì anh còn đây sắt đá niềm tin
Bên tâm hồn em biếc xanh ước vọng.
Chúng mình cần cù
                      và còn đó,
                 trời cao lồng lộng!...

                                           Trần Hạnh Thu