Murray Gell-Mann (1929-2019)

Nhà vật lí hạt lí thuyết Murray Gell-Mann, người giành Giải Nobel Vật lí 1969, vừa qua đời, thọ 89 tuổi. Hồi thập niên 1960, Gell-Mann đã phát triển một phương pháp phân loại số lượng lớn các hạt được tạo ra tại các máy gia tốc hạt trên thế giới. Mô hình của Gell-Mann còn dự đoán sự tồn tại của một loại hạt sơ cấp khác cấu tạo nên các hạt, bao gồm proton và neutron. Gell-Mann đặt tên cho chúng là “quark” và về sau chúng được khám phá thực nghiệm tại Trung tâm Máy gia tốc Thẳng Stanford (SLAC) ở Mĩ.

Murray Gell-Mann có nhiều đóng góp tiên phong cho vật lí hạt. Ảnh: CERN

Sinh ngày 15 tháng Chín 1929 ở thành phố New York, Gell-Mann lấy bằng cử nhân vật lí tại Đại học Yale vào năm 1948. Ba năm sau, ông nhận bằng tiến sĩ từ Viện Công nghệ Massachusetts, rồi ông vào Viện Nghiên cứu Cao cấp tại Đại học Princeton vào năm 1952. Sau khi ngừng làm việc tại Đại học Chicago, ông đến Viện Công nghệ California vào năm 1955, nơi ông tiếp tục ở lại trong quãng sự nghiệp của mình.

Từ thập niên 1950 đến 1970, Gell-Mann giữ vai trò đi đầu trong vật lí hạt. Năm 1961, Gell-Mann – cùng với nhà vật lí Israel Yuval Ne’eman – độc lập nhau đi tới một khuôn khổ lập lại trật tự cho “vườn bách thú hạt” được lập ra bởi việc khám phá chừng 100 loại hạt trong các va chạm liên quan đến hạt nhân nguyên tử.

Đặt tên là “bát đạo”, nó xếp trật tự các hạt hạ nguyên tử này thành các cụm tám và 10 dựa trên một đối xứng toán học gọi là “SU(3)”. Trong khi mô hình thành công ở việc mô tả các hạt hiện có và các tương tác của chúng, song nó còn mở ra cánh cửa dự báo sự tồn tại của những trạng thái hạt mới, được tìm thấy sau đó. Chính công trình này đưa ông đến Giải Nobel Vật lí 1969.

Sử dụng bát đạo, vào năm 1964 Gell-Mann và George Zweig độc lập nhau đề xuất sự tồn tại của một loại hạt mới cấu tạo nên các hạt như proton và neutron. Quyết định của Gell-Mann gọi chúng là quark phát sinh từ niềm đam mê văn chương của ông vốn biểu hiện lúc ông hãy còn rất trẻ. Thật vậy, năm lên 10 là ông đã dở qua các trang in quyển Finnegans Wake – một tiểu thuyết của James Joyce về sau đưa đến cho ông từ quark trong cụm từ “Ba quark cho Muster Mark”.

Trở lại đầu những năm 1960, Gell-Mann muốn tên gọi mới của ông cho các thành phần của proton và neutron nghe như là “kwork”, nhưng ông không biết làm sao đánh vần nó. Tuy nhiên, vì quark – đồng thời mô tả tiếng kêu của con mòng biển – rõ ràng được dự tính gieo vần với Mark, thành ra Gell-Mann phải tìm một lí do để phát âm nó là “kwork”. Nhưng vì Finnegans Wake nói về giấc mơ của một chủ tiệm và nhiều cụm từ trong quyển sách được trích từ các câu gọi thức uống tại quầy bar, nên Gell-Man cho rằng “Ba quark cho Muster Mark” thật ra có nghĩa là “Ba quart (lít) cho Mister Mark”. Vào năm 2002, ông đã có thể nghiên cứu bản thảo gốc tiểu thuyết của Joyce trong một lần đến Dublin.

Sự tồn tại của quark được xác nhận bởi các thí nghiệm tán xạ sâu phi đàn hồi tại SLAC vào năm 1968 và các thí nghiệm kể từ đó đã đem lại bằng chứng cho cả sáu mùi của quark – up (lên), down (xuống), strange (lạ), charm (duyên), bottom (đáy) và top (đỉnh). Các quark bị cầm tù vĩnh viễn bởi các lực phát sinh từ sự hoán đổi gluon trong hạt nhân và Gell-Mann cùng những người khác sau này đã xây dựng lí thuyết trường lượng tử về các quark và gluon, gọi là sắc động lực học lượng tử.

Tình yêu ngôn ngữ

Về sau này trong đời mình, Gell-Mann đã có thể dành nhiều thời gian hơn cho những lĩnh vực khác, theo đuổi niềm đam mê ngôn ngữ của ông. Vào năm 1984, Gell-Mann đồng sáng lập Viện Santa Fe ở New Mexico – một trung tâm đa ngành độc lập mang đến với nhau các nhà nghiên cứu từ những lĩnh vực khác nhau. Vào những năm 2000, Gell-Mann nhận được tài trợ để tổ chức một nhóm quốc tế gồm các nhà ngôn ngữ học, các nhà khảo cổ học, các nhà nhân chủng học và các nhà di truyền học để khám phá các mối liên hệ xa xôi giữa các ngôn ngữ loài người. Điều này đưa đến sự ra đời của một dự án nghiên cứu tại Viện Santa Fe tập trung vào nguồn gốc, sự tiến hóa, và sự đa dạng của các ngôn ngữ loài người.

Là một người tự xem là cầu toàn khi đến với ngôn ngữ, Gell-Mann không hài lòng với bài thuyết trình Nobel mà ông đã viết và không chịu nộp nó để xuất bản. “Tôi thử viết một bản tốt hơn, bao gồm một thảo luận đầy đủ về các quark, và đã khổ sở với nó trong hàng tháng trời,” ông tâm sự với tạp chí Physics World trong một bài phỏng vấn vào năm 2003. “Nhưng rồi cuối cùng tôi đã không hoàn thành đúng hạn để nó được đưa vào bộ sách.” Thật vậy, việc công bố bài phỏng vấn đó của Physics World cũng bị hoãn lại nhiều tháng vì Gell-Mann mãi còn khổ sở với các minh chứng.

Cũng trong buổi phỏng vấn ấy, Gell-Mann thừa nhận rằng ông thường gặp rắc rối khi viết các dự án. “Nhiều khi phải hoãn bài viết nghiên cứu của tôi lại, thường cỡ một năm hoặc lâu hơn. Khi đó, thi thoảng xảy ra trường hợp một nhà lí thuyết khác đi tới một ý tưởng giống vậy và viết xong nó nhanh hơn.” Thật vậy, vào năm 1994, Gell-Mann cho xuất bản quyển Quark và Con báo đốm – tập sách khoa học đại chúng duy nhất của ông – trong đó ông trình bày những ý tưởng của ông về sự đơn giản và sự phức tạp. Nó cũng bị hoãn lại nhiều lần, và bán không chạy lắm.

Gell-Man cũng chỉ trích kịch liệt cách những người khác viết về ông, kể cả người đồng nghiệp Caltech, Richard Feynman. Feynman đã chẳng thành công khi nhắc tới những đóng góp của Gell-Mann cho sự phát triển của lí thuyết lực hạt nhân yếu trong bản in lần đầu quyển sách bán chạy của ông, “Chắc ngài đang đùa, Mr Feynman!”. Gell-Mann cũng phiền lòng ở cách cây bút khoa học George Johnson khắc họa ông trong quyển tiểu sử đình đám về Gell-Mann tựa đề Đẹp Lạ (Strange Beauty). “Ông ta viết sai nhiều thứ về vật lí học, về gia đình tôi và cuộc sống riêng tư của tôi, và về những động lực của tôi khi viết các bài báo theo cách tôi đã làm,” Gell-Mann nói.

Gell-Mann còn giành nhiều giải thưởng khác trong sự nghiệp của ông, bao gồm việc cùng nhận Giải thưởng Ettore Majorana “khoa học vì hòa bình” năm 1989 và Huy chương Albert Einstein năm 2005 do Hội Albert Einstein ở Bern trao thưởng. Ông còn làm việc trong ủy ban cố vấn khoa học cho tổng thống Mĩ từ năm 1969 đến 1972, và ủy ban cố vấn của tổng thống Mĩ về khoa học và công nghệ từ năm 1994 đến 2001.

Nguồn: physicsworld.com