Nơi ra đời những phát minh hàng đầu thế giới - Bản có dấu.
Noi ra doi nhung phat minh hang dau the gioi - Bản không dấu.

GSI (German research center for heavy ion physics) là một trong những trung tâm  khoa học  lớn nhất của CHLB Đức.

Bắt đầu từ một máy gia tốc ion nặng, GSI trong ngótnửa thế kỷ  nay đã trở thành trung tâm  nghiên cứu  khoa học  lớn không chỉvới nước Đức mà cả thế giới.

Chính ở đây đã phát minh 6 nguyên tố siêu nặng mới,lấp đầy 6 ô trống trong Bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học. Sự kiện đóđưa GSI lên cùng hàng với những trung tâm  nghiên cứu  hàng đầu thế giớinhư Phòng thí nghiệm quốc gia  Berkley (Mỹ), Viện Liên hiệp Nghiên cứuHạt nhânDupna (Nga), Viện Nghiên cứu  Hóa Lý RIKEN (Nhật Bản).

Và cũng chính điều đó cuốn hút lòng ngưỡng mộ và bước chân người viết bài này …

“Thánh đường” của những đam mê

Trung tâm GSI nằm ở phía bắc Darmstadt, thuộc bangHesse, CHLB Đức, cách xa nơi tôi ở về phía tây nam thành phố  khoảng 20phút chạy ô tô. Bỏ lại xa lộ phía sau, một con đường  nhỏ, thẳng tắp vàyên tĩnh dẫn tôi đi vào một cánh rừng mênh mông.

Bỗng trước mắt hiện ra những tòa nhà vuông vắn, mộttrung tâm nghiên cứu  tầm cỡ quốc tế  ẩn mình giữa cánh rừng tĩnh lặng.Giữa ngày thu, những mảng lá vàng, lá đỏ rực rỡ xen lẫn trong bạt ngànmàu lá xanh tím đang biến sắc mỗi ngày. Xa xa, đồng cỏ xanh biếc mịnmàng uốn lượn thoai thoải theo những triền đồi. 

Phía ngoài TT khoa học  GSI. (Ảnh:TTM)

Thiên nhiên diệu kỳ, không gian tĩnh lặng… Những ai từng dấn thân vào những đam mê khám phá khoa học  sẽ cảm nhận sâu sắc “thánh đường khoa học” đó, bầu khí trời đó cần thiết như thế nào cho những lao động  sáng tạo.

Thiên nhiên đó gợi lên trong ký ức  tôi hình ảnhTrung tâm nghiên cứu  hạt nhân  quốc tế  Dupna, bốn mươi năm trước, nhữngnăm tháng hệ trọng nhất trong cuộc đời khoa học  của mình. Hình ảnhnhững phòng thí nghiệm, những máy gia tốc “khổng lồ” và một lò phản ứng hiện đại… ẩn mình trong rừng bạch dương ngút ngàn bên dòng sông Vôn-ga.

Không gian đó cũng là bóng dáng của Viện Nghiên cứuRIKEN, phía bắc thủ đô  Tokyo. Những ngày xuân, tháng tư, rặng anh đàonở hoa tươi thắm, không gian khoa học  RIKEN như rực rỡ, tươi thắm hơnvà có sức hấp dẫn đặc biệt.

Sự yên tĩnh trong giờ làm việc  ở GSI, cũng như nhữngtrung tâm khoa học  như Dupna, RIKEN…, đến mức không thể hình dung trongcác tòa nhà đồ sộ lại có đến hàng nghìn con người  đang say mê bên cácthiết bị thí nghiệm, hoạch định dự án mới hoặc trao đổi, thảo luận  vềnhững kết quả khoa học  thú vị vừa thu được. 

Trước cổng vào GSI. (Ảnh: TTM)

Phía sau cánh cổng của GSI có khoảng 1050 biên chếchính thức đang làm việc; trong đó có 300 nghiên cứu  viên và kỹ sư. Cócả 1200 người; bao gồm 200 nghiên cứu  sinh tiến sĩ và cao học, đến từcác trường đại học, viện nghiên cứu  trong nước và nhiều nước khác trênthế giới.

Nguồn ngân sách cho hoạt động  của GSI được cấp bởiChính phủ liên bang Đức  (90%) và chính quyền  bang Hesse (10%). Kinh phíhoạt động hàng năm khoảng 85 triệu Euro.

Năm nay, Trung tâm  GSI vừa tròn 40 tuổi (thành lậpnăm 1969). Giới khoa học  Đức có dịp nhìn lại những thành tựu đã đạtđược trong 40 năm qua và hoạch định những dự án mới to lớn hơn.

Từ hạt cơ bản vô cùng bé đến vũ trụ bao la

Trên con đường  phát triển 40 năm qua, GSI đã thu được những thành tựu khoa học  to lớn.

Ngay từ ngày thành lập, GSI đã định hướng vào công nghệ  gia tốc ion nặng.

Vậy ion nặng là gì? Đó làcác nguyên tử như H, He, Ca, Au, Pb… hoặc rất nặng như U, bị mất một sốelectron của lớp bên ngoài, trở thành các ion mang điện dương. Nhờ mangđiện nên có thể gom lại thành chùm và gia tốc trong trường điện từ củamáy gia tốc để đạt được vận tốc cao.

GSI đã xây dựng  và đưa vào sử dụng từ rất sớm, nhữngnăm 60 của thế kỷ  trước, hệ thống  thiết bị gia tốc các hạt ion. Đó làmáy gia tốc thẳng UNILAC dài 120 mét cho phép gia tốc đến vận tốckhoảng 20% vận tốc ánh sáng.

Ngoài ra, còn có một máy gia tốc vòng SIS, chu vi216 mét, cho ra chùm ion nặng với vận tốc bằng 90% vận tốc ánh sáng,sau khi quay hàng mấy trăm ngàn vòng.

Nhờ các máy gia tốc ở trên cùng với nhiều thiết bịhỗ trợ hiện đại khác, các nghiên cứu  ở GSI đã trải ra một phổ rất rộng,từ những nghiên cứu  cơ bản đến những nghiên cứu  ứng dụng, từ nghiên cứutính chất và quy luật chuyển động của những hạt cơ bản như hạt Quarkvới kích thước  bé hơn 10(-18)m đến tìm hiểu sự hình thành của vũ trụbao la, thiên hà rộng lớn đo bằng triệu năm ánh sáng.

Trong đó, thành tựu nổi bật nhất là phát minh ra cácnguyên tố mới. Tiến sĩ Dieter Ackermann, người đã và đang tham gia cácnghiên cứu quan trọng  trong lĩnh vực này, dẫn tôi đi xem các thiết bịnghiên cứu và giới thiệu  những phát minh của GSI. 

TS. D. Ackermann giới thiệu  phòng thí nghiệm. (Ảnh: TTM)

Về khoa học, việc tìm kiếm  các nguyên tố mới cónhiều ý nghĩa, nhiều hấp dẫn. Các nguyên tố hóa học được tạo thành trêncác vì sao và trong các vụ nổ vũ trụ, là những thành phần tạo nên thếgiới vật chất quanh ta, kể cả trái đất và cả cơ thể con người. Tuy vậy,có những nguyên tố tồn tại trong vũ trụ nhưng chưa tìm thấy trên quảđất.

Và các nhà khoa học  ở GSI đã tìm thấy, đã tạo đượctrong phòng thí nghiệm một số nguyên tố như vậy, bằng cách bắn phá cáchạt ion nặng vận tốc cao (đạn) vào các tấm bia bằng những chất liệukhác nhau. Trong quá trình đó, hai nguyên tử (đạn và bia) kết hợp vớinhau để tạo thành hạt nhân  mới, nặng hơn.

Bằng phương pháp đó, ở GSI, trong khoảng 25 năm qua,đã phát minh 6 nguyên tố siêu nặng mới, đó là: Bohrium 107, Hassium108, Meitnerium 109, Darmstadium 110, Roentgenium và nguyên tố mới nhấtlà 112.

Nếu các ion được gia tốc đến năng lượng rất cao, cáchạt nhân bị bắn phá sẽ “nóng sôi” lên và vỡ ra nhiều mảnh. Hiện tượngnày tạo khả năng nghiên cứu  một môi trường  plasma  gồm các hạtquark-gluon, một dạng vật chất tồn tại rất ngắn sau vụ nổ big bang.

Nhà vật lý có mặt ở GSI từ những năm rất sớm, Tiếnsĩ Peter  Egelhof, đồng thời là Giáo sư ở trường Đại học  ở TP Mains,tiếp và giới thiệu  với tôi những kết quả nghiên cứu  về phản ứng và cấutrúc hạt nhân  thu được trên chùm ion nặng trong thời gian  vừa qua vànhững dự định về một dự án tương lai. 

GS. P. Egelhof trong phòng làm việc. (Ảnh: TTM)

Ngoài các lĩnh vực nghiên cứu  cơ bản, chùm ion nặngcó thể sử dụng trong những nghiên cứu  ứng dụng, đặc biệt trong lĩnh vựcsinh y học.

Các ion nặng có khả năng gây ra những hiệu ứng vậtlý và sinh học rất đặc biệt trên các mô của cơ thể. Do đó, các khối uung thư rất dễ dàng bị phá hủy trong khi có thể giữ gìn được các tế bàolành nằm kế cận. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả với các loại ung thunão và cổ.

Với phương pháp điều trị ung thư trên chùm ion, GSIlà một trong những cơ sở đi tiên phong trên thế giới  trong lĩnh vựcnày. Sau nhiều năm tiến hành thử nghiệm  và điều trị, bây giờ một trungtâm chữa trị ung thư trên chùm ion đã được xây dựng  ở Heidelberg với sựhỗ trợ kỹ thuật  của GSI. Dự kiến hàng năm số bệnh nhân điều trị có thểtrên 1000 người.

Trung tâm nghiên cứu  GSI có mối quan hệ  rộng vớicộng đồng khoa học  thế giới, hợp tác với hàng trăm viện nghiên cứu  củakhoảng 50 nước trên thế giới.

Việt Nam đã từng cử một số nhà vật lý giỏi đến đâylàm việc, tham gia các dự án nghiên cứu  trong lĩnh vực vật lý hạt nhânthực nghiệm và lý thuyết, và đang gửi đến đây những nghiên cứu  sinh trẻđể đào tạo.

Đối với những lĩnh vực khoa học  nước ta chưa có thểhay chưa được đầu tư, đó là phương hướng đào tạo  nguồn nhân lực đúngđắn và hiệu quả nhất.

Hiện tại chưa có bình luận nào về bài viết Nơi ra đời những phát minh hàng đầu thế giới!

Bạn có ý kiến gì về bài viết Nơi ra đời những phát minh hàng đầu thế giới này? Hãy gởi suy nghĩ, bình luận, đánh giá, lời khuyên ... của bạn về bài viết Nơi ra đời những phát minh hàng đầu thế giới bạn tại đây.