Enrico Fermi (1901-1954) - Nhà Bác Học người Ý lãnh Giải Thưởng Nobel Vật Lý năm 1938
Phạm Văn Tuấn
Enrico Fermi là nhà bác học nguyên tử tài giỏi cả về lý thuyết lẫn thực
nghiệm, có đầu óc sáng tạo xuất sắc và cá tính giản dị, tất cả tài và đức đã
khiến cho ông được nhiều người yêu mến và kính phục.
1/ Thời kỳ đi học.
Enrico Fermi sinh tại thành phố Rome, nước Ý, ngày 29 tháng 9 năm 1901, là con
út trong một gia đình ba anh em, có cha là nhân viên của Bộ Hỏa Xa (the
Ministry of Railroads). Ngay từ thuở nhỏ, Enrico cùng với người anh lớn hơn
một tuổi tên là Giulio nổi tiếng là thần đồng. Hai anh em Fermi đã tự vẽ kiểu
và chế tạo các động cơ điện cũng như các kiểu mẫu động cơ máy bay, khiến cho
các chuyên viên cơ khí phải thán phục và không ngờ rằng những đồ án này lại
được sáng tạo do các bàn tay của thiếu niên, nhất là những thiếu niên này lại
sống vào đầu thế kỷ 20. Người ta đã không thể phân biệt sáng chế nào là của
Giulio, hay của Enrico, vì cả hai anh em này cùng có tài và khéo léo như nhau,
cùng ưa thích Khoa Học.
Nhưng, bỗng nhiên Giulio chết vào năm
15 tuổi, khiến cho Enrico cảm thấy quá cô đơn, buồn nản. Trước kia, Enrico
chưa quan tâm nhiều đến sách vở, mà chỉ ưa thích các công việc thực hành, nay
sống giữa sự buồn phiền, Enrico đã tìm quên bằng cách đọc sách. Cậu đã tự học
Toán Học và Vật Lý với tầm hiểu biết cao hơn chương trình học của nhà trường.
Sách vở thiếu thốn, gia cảnh thanh bần, Enrico đành tìm kiếm mua lại các sách
cũ bày bán tại chợ trời mỗi ngày thứ tư và cậu đã tìm được phần lớn các sách
học ưa thích và mong muốn.
Nhờ tài năng của mình, Enrico đã được
một người bạn của cha chú ý tới. Ông kỹ sư này tên là A. Amidei, cũng ưa thích
hai môn Vật Lý và Toán Học và đã nhận ra trí thức đặc biệt của Enrico, nên rất
quý mến cậu nhỏ thông minh. Ông Amidei thường hướng dẫn Enrico học tập về Toán
và Vật Lý trong các năm giữa tuổi 13 và 17. Để trêu trọc Enrico, ông đã ra cho
cậu một bài toán khó mà chính ông cũng thể giải đáp, và ông ta đã phải kinh
ngạc khi thấy Enrico cho biết kết quả đúng.
Thời bấy giờ tại thành phố Pise, có Hội
Reale Scuola Normale Superiore cấp dưỡng ăn, ở và lại thuyết trình nhiều bài
khảo cứu đặc biệt cho các sinh viên có tài đang theo học tại trường đại học
Pise. Enrico Fermi được một người bạn của cha khuyến khích thi vào Hội Reale
Scuola Normale Superiore. Trong kỳ thi này, Enrico đã viết một bài về "dây
đàn" và bài này được Hội Đồng Giám Khảo chấm là xuất sắc.
Trường đại học Pise là một ngôi trường
nhỏ nhưng có nhiều tục lệ cổ truyền từ thời Trung Cổ còn lưu truyền lại. Tại
trường này, sự quấy nhộn cũng như tính nghiêm nghị đều là các nguồn vui sống
của sinh viên. Đối với Fermi, sự quấy nhộn cũng cần thiết cho chàng như sự học
vấn vậy. Enrico đã gia nhập
"Hội Phá Phách các Người Láng Giềng" (the Anti-Neighbors Society) và
chủ trương của Hội này là trêu trọc mọi người, kể cả các hội viên khác. Enrico
đã trở nên một người thành thạo trong các trò đùa, chẳng hạn như đặt một thau
nước trên cánh cửa ra vào, khiến cho người đẩy cửa bước vào bị nước lạnh dội
từ đầu xuống chân.
Vào năm cuối cùng của 4 năm học tại
trường đại học, Enrico đã nổi tiếng tài giỏi về môn Vật Lý, khiến cho một vị
Giáo Sư đã phải nhờ chàng chỉ dẫn về lý thuyết mới. Enrico đã giảng giải cho
ông thầy của mình hiểu rõ về Thuyết Tương Đối của Albert Einstein. Enrico cũng
viết nhiều bài khảo cứu về điện động lực học theo thuyết tương đối
(relativistic electrodynamics).
2/ Thời kỳ làm Giáo Sư.
Năm 1922, Enrico Fermi nạp Luận án Tiến Sĩ khảo cứu về Quang Tuyến X. Cùng với
đề tài này, ông đã trình bày trước Hội Đồng Giám Khảo sự học rộng của ông và
những kiến thức của Fermi đã khiến cho vài vị giám khảo phải cau mày vì khó
chịu, một số khác lại ngạc nhiên vì chính họ cũng chưa hiểu rõ vấn đề. Vì thế,
khi được trao văn bằng Tiến Sĩ, Enrico Fermi không được vị nào trong 7 vị giám
khảo bắt tay hay khen ngợi và luận án của ông cũng không được phổ biến, mặc dù
cả ba điều kể trên đều là các tục lệ khoa cử.
Khi Fermi trở lại thành phố Rome thì
cũng là thời kỳ Benito Mussolini và đảng Phát Xít lên nắm chính quyền. Cũng
trong thời gian này và tại châu Âu, lý thuyết Nguyên Tử đang được mọi giới
khoa học chú ý. Ngoài Thuyết Tương Đối, Albert Einstein còn đề cập tới lý
thuyết về Electron và lãnh Giải Thưởng Nobel về Vật Lý Học. Trong khi đó tại
nước Đan Mạch, nhà bác học Niels Bohr đã mô tả nguyên tử bằng một hình thái
tương tự như thái dương hệ.
Từ lâu, Enrico Fermi vẫn ưa thích khảo
cứu ngành Vật Lý Nguyên Tử. Không lâu sau khi đậu xong văn bằng Tiến Sĩ,
Enrico Fermi đạt được học bổng của chính phủ Ý để theo học tại trường đại học
Gottingen, nước Đức, trong 8 tháng. Tại trường đại học này, Enrico đã học với
Giáo Sư Max Born và đã quen các nhà vật lý Werner Heisenberg và Wolfgang
Pauli, sau đó, về nước và giảng dạy Toán Học tại trường đại học Rome, rồi các
năm sau tại trường đại học Florence.
Vào năm 1924, theo lời khuyên của Giáo
Sư George E. Uhlenbeck, Enrico Fermi đã tới trường đại học Leiden để theo học
Giáo Sư Paul Ehrenfest, rồi nhiều năm về sau khi ông Uhlenbeck làm việc tại
trường đại học Michigan, Hoa Kỳ, ông ta đã thu xếp giúp Enrico Fermi theo học
các khóa vật lý lý thuyết (Theoretical Physics) vào mùa hè các năm 1930, 1933
và 1935 tại Michigan.
Thời đó tại trường đại học Rome, có một
nhà vật lý nhìn xa, biết rộng, là Giáo Sư Orso Mario Corbino. Giáo Sư Corbino
mong muốn các nhà trí thức trẻ tại Rome lưu tâm tới ngành Vật Lý Mới và khiến
cho Phân Khoa Lý Hóa của trường đại học không đi mãi vào vết bánh xe cũ, nhưng
Giáo Sư Corbino chưa thể tìm ra được các nhân tài trẻ tuổi mong muốn.
|
|
Laura và Enrico Fermi tại Viện Nghiên Cứu Nguyên Tử Los Alamos, 1954 |
Từ năm 1926, Enrico Fermi dạy Vật Lý
tại trường đại học Rome, rồi ba năm sau, ông trở nên nhân vật trẻ trung nhất
của Hàn Lâm Viện Hoàng Gia Ý, Viện này mới được nhà độc tài Mussolini thành
lập. Cũng vào thời kỳ này, Fermi đã khảo cứu thực nghiệm về lý thuyết nguyên
tử.
Enrico Fermi đã cho phổ biến vào năm
1926 một khám phá quan trọng đầu tiên, có tên là
"thống kê quantum" (the quantum statistics). Ngày nay, ngành học này
được gọi là ngành thống kê Fermi-Dirac (Fermi-Dirac statistics) và các hạt
(particles) tuân theo các định luật thống kê này được gọi tên là
"fermions". Khám phá này của Enrico Fermi đã dẫn tới sự hiểu biết một
số đặc tính quan trọng của lý thuyết về chất khí (gas theory), về tại sao
electrons trong kim loại dẫn điện, tại sao electrons không đóng góp vào các
nhiệt đặc biệt của vật chất, cùng các hiện tượng khác của nguyên tử (atom).
Enrico Fermi cũng giải đáp nhiều bài
toán về nguyên tử (atomic), phân tử (molecular) và phép đo quang phổ hạt nhân
(nuclear spectroscopy). Một công trình của Enrico Fermi được giới khoa học vào
thời kỳ này ca ngợi nhất, đó là lý thuyết phân rã hạt nhân bêta (the theory of
nuclear beta decay), đây là phần bổ túc cho lý thuyết phân rã hạt nhân alpha
(nuclear alpha decay) của George Gamow, R. W. Gurney và Edward U. Condon.
Khác với Frédéric và Irène Curie tại
Pháp đã xử dụng các tia alpha để bắn vào các nguyên tử aluminium, Enrico Fermi
lại dùng đạn bắn là các neutrons để xem xét các tính chất phóng xạ xuất hiện
tại những chất bị bắn vỡ. Neutrons là thứ không mang điện lượng, nên dễ dàng
bắn trúng nhân nguyên tử. Nguồn cung cấp neutrons là Radium, là thứ rất đắt
tiền mà không một nhà vật lý nào có thể mua nổi. Nhưng nhờ may mắn, văn phòng
Y Tế Rome vào thời bấy giờ có một gram thứ kim loại quý này và Fermi được phép
xử dụng nó. Đồng thời, ông cũng tìm ra được phương pháp chế tạo máy phát hiện
đếm Geiger (Geiger-counter detector) dùng để khám phá các chất phóng xạ.
Fermi đã đặt ra nguyên tắc khoa học để
lấy các neutrons như sau:
- Dùng chất Radium là chất phóng xạ có trọng lượng nguyên tử 226. Chất này phát huy ra các tia alpha và sinh ra hơi Radon. Mảnh alpha chính là nhân nguyên tử Hélium có trọng lượng nguyên tử là 4. Vậy hơi Radon có trọng lượng nguyên tử là 222.
- Lấy tia alpha bắn vào chất Beryllium, người ta sẽ lấy được một thứ tia không bị ảnh hưởng của từ tính: đó là những mảnh vật chất có tên là neutron.
Fermi đã tìm cách làm giảm tốc độ cực nhanh của neutron bằng cách cho chúng
chạy qua một chất điều hòa (a moderator, a paraffin filter). Ông đã tiên đoán
rằng khi neutron nhập vào một nhân nguyên tử, nhân này hoặc trở nên bấp bênh
rồi vỡ ra để hóa thành hai chất đồng vị phóng xạ, hoặc trở nên ổn định, khi đó
sẽ có một chất đồng vị mới, nặng hơn. Bằng cách này, người ta có thể tạo ra
những chất nặng hơn Uranium.
Enrico Fermi đã khám phá thấy rằng các
neutrons chậm tạo ra một loại phản ứng (reaction) trong khi các neutrons nhanh
lại gây nên loại phản ứng khác. Sự tìm ra các tính chất đặc biệt của neutrons
chậm đã là khám phá then chốt của ngành vật lý neutron (neutron physics).
|
Vào thời bấy giờ, phong trào
"bài Do Thái" đang lan tới nước Ý. Vì lo sợ cho sự an toàn của vợ và
hai con, ông Enrico Fermi đã mang gia đình sang nước Thụy Điển trong dịp lễ
nhận Giải Thưởng Nobel, rồi sau đó, ông sang Hoa Kỳ vào ngày 02 tháng 01 năm
1939 và nhận giảng dạy tại phân khoa Vật Lý của trường đại học Columbia. Với
sự trợ giúp của Herbert L. Anderson, Enrico Fermi đã dùng các tia neutrons
trong máy Cyclotron để kiểm chứng lại lý thuyết về phân hạch tử của chất
Uranium (fission of uranium).
3/ Thời kỳ nghiên cứu Nguyên Tử tại Hoa Kỳ.
Enrico Fermi không phải là nhà bác học đầu tiên rời bỏ châu Âu để sang Hoa Kỳ
tị nạn vì các chế độ của Hitler và Mussolini. Sau khi nhà đại bác học Albert
Einstein tới nước Mỹ trú ẩn vào năm 1933, đã có rất nhiều nhà bác học lừng
danh khác cũng sang Hoa Kỳ, chẳng hạn như James Franck, Victor Hess, Peter
Debye, Otto Loewi, Albert Szent-Gioergyi là những người đã từng lãnh Giải
Thưởng Nobel, và các nhà khoa học danh tiếng khác như Otto Stern và
Fritz Lipmann..., tất cả đều đang nghiên cứu trong các phòng thí nghiệm ở rải
rác khắp Hoa Kỳ.
Trước khi Fermi sang châu Mỹ một năm,
tại Viện Hóa Học Hoàng Đế Wilhelm (The Kaiser Wilhelm Institute for
Chemistry), cách tòa nhà Chưởng Ấn (Chancellery) của Hitler vài dặm đường, ba
nhà bác học Otto Hahn, Fristz Strassmann và Lise Meitner đã nghiên cứu lại các
thí nghiệm của Enrico Fermi thực hiện tại Rome vào năm 1934. Từ công cuộc khảo
cứu này, Lise Meitner đã tìm thấy khi sống tại Thụy Điển, rằng lúc phân hạch
tử (fission), có khối năng lượng rất lớn phát sinh ra, đúng theo định luật của
Einstein. Lise Meitner đã trình bày cho nhà bác học Niels Bohr rõ về các điều
khám phá của mình.
|
| Albert Einstein |
Enrico Fermi còn tường thuật cho Niels
Bohr biết cả về phản ứng dây chuyền (chain reaction). Phản ứng này có thể ví
như sự cháy nổ của một tràng pháo khi chỉ cần đốt một chiếc pháo khởi đầu, và
theo lý thuyết, khi một gram uranium nổ theo phản ứng này, năng lượng sinh ra
có thể tương đương với nhiều triệu kilô chất nổ TNT.
Vào thời bấy giờ, Niels Bohr và một
sinh viên cũ của ông là John A. Wheeler, thuộc trường đại học Princeton, rất
quan tâm về phản ứng dây chuyền. Hai nhà khoa học này tự hỏi tại sao phản ứng
này đã không xẩy ra trong nhiều thí nghiệm khác nhau, đã được thực hiện rồi?
Vào khoảng ba tuần lễ sau cuộc hội họp của Hội Vật Lý Mỹ Quốc (The American
Physical Society), Niels Bohr và John A. Wheeler đặt giả thuyết rằng không
phải tất cả số lượng uranium dùng làm mục tiêu, đã bị tách phân, mà chỉ có 1%
bị nổ vỡ. Thực ra, chất Uranium thiên nhiên có 3 chất đồng vị: chất thứ nhất
có trọng lượng nguyên tử là 238, chiếm 99.3% khối lượng, chất thứ hai có trọng
lượng nguyên tử là 235, chỉ hợp thành 0.7% của khối lượng, và chất thứ ba là
U-234, khối lượng không đáng kể. Niels Bohr và John Wheeler lý luận rằng chỉ
lấy được phản ứng dây chuyền ở chất Uranium 235 nguyên chất, và đồng thời đề
nghị dùng neutron do Fermi tìm ra năm 1934 làm đạn bắn.
Sở dĩ phải dùng tới U-235 nguyên chất, vì nếu dùng neutron làm đạn bắn vào
Uranium thiên nhiên, đôi khi nhân của U-235 bị vỡ, nhưng nhiều khi nhân của
U-238 lại hút trước mất neutron. Nhân U-235 có đặc tính dễ bị neutron chậm bắn
trúng, còn neutron nhanh lại dễ dàng trúng vào nhân U-238. Các phản ứng dây
chuyền đã không xẩy ra trước kia, vì khi dùng neutron chậm bắn vào chất
Uranium thiên nhiên, một vài viên đạn đã trúng vào nhân U-235 và như vậy, làm
văng ra các neutrons khác, nhưng các đạn mới văng ra này lại bay quá mau,
thành ra dễ nhắm vào nguyên tử U-238 và nguyên tử U-235 không bị nhắm bắn nữa.
Để thử nghiệm các ý tưởng của Bohr-Wheeler, người ta cần đến một lượng U-235,
nhưng việc phân tách U-235 ra khỏi chất U-238 là một công việc cực kỳ khó
khăn. Vào lúc bấy giờ tại trường đại học Minesota, Alfred O. Nier đã thành
công trong việc lấy được một lượng cực nhỏ chất U-235. Nier liền gửi lượng này
cho Fermi tại trường đại học Columbia. Fermi đã bắn lượng này và một lượng thứ
hai chế tạo do phòng thí nghiệm General Electric, bằng neutrons chậm trong máy
Cyclotron.
Tháng 3 năm 1939, Niels Bohr trở về
nước Đan Mạch. Đúng một năm sau, các lời tiên đoán của Niels Bohr và John
Wheeler được công nhận là đúng, nhưng Niels Bohr cũng như các nhà bác học khác
đều đồng ý không cho phổ biến các sự khám phá về phạm vi chất nổ. Như vậy,
công việc kiểm soát sự phóng ra năng lượng nguyên tử không những đã trở nên
một thành công lớn lao nhất, mà còn là một thành công cách mạng trong Lịch Sử
Khoa Học.
Trong phạm vi khảo cứu nguyên tử lực thời bấy giờ, ngoài các nhà bác học Hoa
Kỳ, còn có Niels Bohr người Đan Mạch, Enrico Fermi, Emilo Segré và Bruno
Pontecorvo người Ý, Wolfgang Pauli và Victor Weisskopf người Áo, Léo Szilard,
Edward Teller và Georg von Hevesy người Hung, Irène và Frédéric Joliot-Curie
người Pháp, Peter Kapitza và Dmitri Skobelzyn người Nga, Chandresekhara Raman
người Ấn Độ và cuối cùng là Hideki Yukawa người Nhật Bản.
Léo Szilard là một nhà bác học phải trốn đi tị nạn tại Hoa Kỳ. Ông ta là người
chống đối chủ nghĩa Đức Quốc Xã một cách tích cực. Trong thời gian khảo cứu
tại trường đại học Columbia, Szilard cùng với Walter Zinn, một nhà khoa học
trẻ người Gia Nã Đại, tìm cách xác nhận sự phân hạch tử (nuclear fission). Đêm
hôm 3 tháng 3 năm 1939, Szilard đã nhận thấy rõ ràng rằng thế giới sẽ gặp phải
"thảm cảnh" vì liên lụy vào cách phân hạch tử. Szilard cũng lo ngại biết đâu
các nhà khoa học của Hitler đã đi trước trong công tác chế tạo một quả bom
dùng nguyên tử năng và như vậy, họ có thể nô lệ hóa thế giới vào một ngày gần
đây.
|
|
Tấm hình lịch sử Einstein và Szilard thảo luận về bức thư sẽ gửi cho Tổng Thống Franklin D. Roosevelt |
Tổng Thống Roosevelt nhận thấy ngay
hiểm họa nếu phe Quốc Xã dùng được năng lượng nguyên tử, nên đã cho lập ra Ủy
Ban Cố Vấn về Uranium (the Advisory Committee on Uranium). Ủy Ban này gồm
Alexander Sachs, Léo Szilard, E. P. Wigner, Edward Teller, Enrico Fermi và vài
tướng lãnh. Ngày 21/8/1939, Ủy Ban này hội họp và đồng ý không để cho chính
phủ liên bang tham dự vào công cuộc khảo cứu nguyên tử năng, mà trao nhiệm vụ
này cho các trường đại học. Vì thế, trường đại học Columbia đã nhận được vào
ngày 20/ 2/1940 một món tiền trợ cấp quá nhỏ là 6,000 mỹ kim để Enrico Fermi,
Léo Szilard và các nhà vật lý khác xử dụng trong việc tìm hiểu nguyên tử.
Vào khoảng đầu năm 1940, cả nhà đại bác học Einstein lẫn Sachs đều bất mãn vì
công cuộc khảo cứu Uranium quá chậm chạp. Tháng 4 năm này, Sachs lại tới Tòa
Bạch Cung để thuyết phục Tổng Thống Roosevelt làm sao cho công việc nghiên cứu
được tiến hành mau hơn và có nhiều ngân khoản hơn.
Trong khoảng thời gian này, nước Anh
cũng hết sức lo lắng về sự khả hữu của quả bom nguyên tử do Đức chế tạo. Các
nhà khoa học Anh đã biết rõ rằng phần lớn các nhà bác học của Viện Wilhelm
đang tìm cách chế ngự nguyên tử. Vì thế, nước Anh cũng phải chạy đua. Tháng 4
năm 1940, một ủy ban nghiên cứu được thành lập, đứng đầu là Sir George P.
Thomson, nhân vật đã lãnh Giải Thưởng Nobel. Công cuộc nghiên cứu nguyên tử
năng do Otto R. Frish và J. Rotblat thực hiện tại Liverpool, rồi tới N.
Feather và E. Bretscher khảo cứu tại phòng thí nghiệm lừng danh Cavendish
(Cavendish Laboratory of Experimental Physics).
Các nhà bác học Pháp cũng được thông báo về hiểm họa của bom nguyên tử nếu thứ
khí giới này được Đức Quốc Xã chế tạo xong. Vì thế, Frédéric Joliot-Curie liền
nhờ các cộng sự viên của mình là H. Von Halban và L. Kowarski tới Cambridge,
để hợp tác với các nhà bác học nguyên tử người Anh.
Tháng 6 năm 1940, Tổng Thống Roosevelt
cho thành lập Ủy Ban Nghiên Cứu Phòng Vệ Quốc Gia (the National Defense
Research Committee) và như vậy, Ủy Ban Cố Vấn về Uranium trở nên một thành
phần của Ủy Ban mới này.
Gần cuối năm 1940, trường đại học
Columbia nhận được tiền trợ cấp 40,000 mỹ kim dùng để khảo cứu về phản ứng dây
chuyền. Tới mùa hè năm 1941, Vannevar Bush, Chủ Tịch của Ủy Ban Nghiên Cứu
Phòng Vệ Quốc Gia, đã trình bày trước Tổng Thống Roosevelt về công cuộc khảo
cứu nguyên tử đang được tiến hành, cũng như các báo cáo của K. T. Bainbridge
và C. C. Lauritsen nói tới cuộc hội họp với Ủy Ban của Sir Thomson. Lúc bấy
giờ, các nhà khoa học người Anh đã quả quyết rằng người ta sẽ chế tạo được bom
nguyên tử. Tổng Tống Roosevelt liền khuyến dụ ông Clement Attlee và một nhân
vật của Nội Các Churchill, nên để các nhà khoa học Anh cộng tác về kiến thức
và nhân lực với các nhà bác học Mỹ trong phạm vi nguyên tử năng. Đề nghị này
đã được chính phủ Churchill tán thành nhiệt liệt.
Sau đó, hai nhà bác học Harold C. Uray và George B. Pegram liền sang nước Anh
vào tháng 11 năm 1941, để thương thuyết với các nhà khoa học người Anh. Rồi
một nhóm bác học Anh cùng với Rudolf E. Peierls, Franz E. Simon, hai nhà khoa
học tị nạn, và H. Von Halban tới nước Mỹ để làm việc.
Tiếp theo, Ủy Ban Nghiên Cứu Phòng Vệ Quốc Gia được tổ chức thành Sở Nghiên
Cứu và Phát Triển Khoa Học (the Office of Scientific Research and
Development). Dự án chế tạo bom nguyên tử (the Manhattan Engineer District)
được thực hiện theo lệnh của Bộ Trưởng Quốc Phòng Hoa Kỳ Henry L. Stimson.
Nhiều bài toán trọng yếu đã được phân chia cho các nhóm nghiên cứu, trong đó
có công việc thực hiện phản ứng dây chuyền. Riêng về công cuộc nghiên cứu này,
trách nhiệm được trao cho trường đại học Chicago vào tháng 01/1942.
Tháng 4 năm này, phần lớn các nhà bác học, trong đó có Enrico Fermi, được mời
tới trường đại học Chicago để làm việc.
Mục đích chính của nơi khảo cứu mới này là tìm cách cung cấp U-235 nguyên
chất, còn Enrico Fermi được chỉ định thiết lập một dụng cụ cho phép gây ra
phản ứng dây chuyền kiểm soát được (a controlled chain reaction). Tại trường
đại học Chicago, Fermi đã cho xây dựng một pin nguyên tử có hình dáng một quả
cầu đường kính 8 mét.
Ngày 02/12/1942, sau khi đã kiểm soát
kỹ lưỡng các máy móc, Enrico Fermi ra lệnh cho chuyển vận pin nguyên tử và con
người từ nay đã tìm ra được một thứ năng lượng nhân tạo. Enrico Fermi và 41
nhân vật chứng kiến cuộc thứ máy thời đó, đã nhận thấy rõ rằng nhân loại đang
bước vào một khúc quanh trọng yếu của Lịch Sử. Trước biến cố quyết định này,
Arthur H. Compton, Chủ Tịch của một ủy ban đặc biệt thuộc Hàn Lâm Viện Khoa
Học Hoa Kỳ (the National Academy of Sciences) đã gọi điện thoại cho James B.
Connant, nhân vật phụ trách theo dõi chương trình của Sở Nghiên Cứu và Phát
Triển Khoa Học, và đã nói một cách bóng bẩy để ám chỉ sự thành công của nhà
bác học Enrico Fermi về phản ứng dây chuyền như sau:
"Nhà Hàng Hải người Ý đã tới bờ của Tân Thế Giới và đã thấy các thổ dân rất
thân thiện. Đây là một thế giới nhỏ hơn thứ mà ông ta đã tin tưởng".
Vào năm 1940 trước kia, nhà bác học
Glenn T. Seaborg khi mới 28 tuổi, đã tìm ra được chất Plutonium. Đơn chất thứ
94 này là một chất rất bền, nhưng dễ bị ảnh hưởng do đạn neutrons bắn tới, để
rồi phân tách giống như Uranium-235 mà sinh ra phản ứng dây chuyền. Plutonium
lại dễ chế biến hơn là Uranium-235, mặc dù đối với chất U-235, người ta đã tìm
ra hai phương pháp: phương pháp điện từ (electromagnetic method) của Francis
W. Aston, được Ernest Lawrence dùng tại trường đại học Berkeley, và phương
pháp khí khuếch tán (gaseous diffusion method) của các nhà bác học nguyên tử
Anh, được Harold C. Urey và John Dunning dùng tại trường đại học Columbia.
Muốn cho chắc chắn, các nhà khoa học
quyết định chế tạo cả hai chất Plutonium lẫn U-235 với một số lượng lớn đáng
kể. Như vậy, người ta phải lo xây dựng nơi chế tạo. Xưởng chế tạo chất U-235
được xây dựng tại Oak Ridge, thuộc tiểu bang Tennessee, trong khi đó, xưởng
Hanford ở tiểu bang Washington sản xuất chất Plutonium.
Cùng vào thời gian này, quả bom nguyên
tử đầu tiên được xúc tiến thực hiện tại một cao nguyên hẻo lánh, cao hơn 2,000
thước và ở gần Los Alamos, thuộc tiểu bang New Mexico. Giám đốc chương trình
chế tạo này là nhà bác học J. Robert Oppenheimer, một nhà vật lý lý thuyết
thuộc trường đại học California. Ông Enrico Fermi lại được mời cộng tác vào
chương trình Manhattan, với mục đích chế tạo bom nguyên tử. Fermi cùng gia
đình tới cư ngụ tại một địa điểm gần Santa Fe, New Mexico. Ông trở nên Phụ Tá
Giám Đốc của Trung Tâm Nguyên Tử Los Alamos.
4/ Các năm cuối cùng.
Sau khi Thế Chiến Thứ Hai chấm dứt, ông Enrico Fermi trở lại trường đại
học Chicago. Ông là Giáo Sư Vật Lý tại Viện Khảo Cứu Nguyên Tử (the
Institute of Nuclear Studies). Ông tiếp tục nghiên cứu thêm về neutrons và
khảo sát mesons.
Enrico Fermi qua đời vì bệnh ung thư
vào ngày 29 tháng 11 năm 1954, khi đó ông mới 53 tuổi. 12 ngày trước khi ông
từ trần, Ủy Ban Nguyên Tử Lực Hoa Kỳ (the U.S. Atomic Energy Commission) đã
trao tặng Ông một phần thưởng đặc biệt 25,000 mỹ kim về công lao của ông, đóng
góp vào công cuộc chế ngự một thứ năng lượng mới.
Trong khi cả thế giới thương tiếc vì
nhà bác học Enrico Fermi đã qua đời, ông Luigi Einaudi, Tổng Thống nước Cộng
Hòa Ý Đại Lợi, đã gửi điện văn chia buồn tới Bà Fermi như sau:
"Nước Ý cúi đầu và thành kính tưởng nhớ một nhân vật xuất sắc, đã thấu
triệt các bài toán vật lý nguyên tử và ghi tên mình vào Lịch Sử bằng sự tiến
bộ của Khoa Học".
Phạm Văn Tuấn
Tài liệu tham khảo: Wikipedia.org.; Britannica Encyclopedia.
Post a Comment