Nhà khoa học “đắm đuối” với chuyên ngành vật lý hạt nhân

PGS. TS Nguyễn Quang Hưng

Lần đầu tiên công trình nghiên cứu của người Việt được công bố trên tạp chí quốc tế danh tiếng

Trước đó, vào năm 2017, tạp chí xếp hạng cao nhất trong ngành Vật lý thế giới, Physical Review Letters (Hội Vật lý Hoa Kỳ), đã chính thức đăng tải công trình nghiên cứu “Simultaneous microscopic description of nuclear level density and radiation strength function” (Mô tả vi mô đồng thời mật độ mức và hàm lực phóng xạ của hạt nhân nguyên tử) do ba tác giả người Việt Nam thực hiện gồm PGS.TS. Nguyễn Quang Hưng, Viện Nghiên cứu và Phát triển công nghệ cao, Đại học Duy Tân (Đà Nẵng), TSKH. Nguyễn Đình Đăng, Viện Nghiên cứu Vật lý và Hóa học Nhật Bản (RIKEN) và ThS. Lê Thị Quỳnh Hương, giảng viên trường Đại học Khánh Hòa (Nha Trang).

Đây là lần đầu tiên một công trình nghiên cứu trong lĩnh vực vật lý hạt nhân do nhóm tác giả gồm toàn bộ là người Việt Nam được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế danh tiếng của lĩnh vực vật lý.

Trong công trình nghiên cứu này, các tác giả đã xây dựng được mô hình lý thuyết cho phép mô tả vi mô đồng thời mật độ mức và xác suất phát xạ tia gamma từ các hạt nhân “nóng”, điều mà trước đó chưa từng có. Đây là một đột phá lớn cho việc lần đầu tiên đề xuất một cách tiếp cận thống nhất và nhất quán khả năng mô tả đồng thời hai đại lượng quan trọng đối với việc hiểu biết các tính chất thống kê của hạt nhân, đóng vai trò cơ sở trong việc tổng hợp các nguyên tố trong vũ trụ.

Mật độ mức hạt nhân (NLD) và hàm lực phóng xạ của hạt nhân nguyên tử (RSF) được mô tả đồng thời trong một tiếp cận vi mô, trong đó có tính đến các ảnh hưởng nhiệt của kết cặp chính xác cũng như các cộng hưởng khổng lồ trong mô hình phonon tắt dần (phonon damping model). Sự phù hợp tốt giữa kết quả tính toán của cách tiếp cận này và các số liệu thực nghiệm được công bố bởi nhóm vật lý thực nghiệm tại đại học Oslo (Na-Uy) đối với các đồng vị nguyên tử Yb170, Yb171, Yb172đã chỉ ra rằng việc dùng các lời giải chính xác của kết cặp hạt nhân là thực sự rất quan trọng trong việc mô tả nhất quán mật độ mức và hàm lực phóng xạ tại các năng lượng kích thích và năng lượng tia gamma thấp và trung bình. Đồng thời, tiếp cận này cho thấy sự phụ thuộc nhiệt độ của hình dạng cộng hưởng khổng lồ lưỡng cực là cốt yếu trong việc mô tả đúng đắn xác suất phát xạ gamma tại các năng lượng thấp của tia gamma.

Ưu điểm nổi bật trong cách tiếp cận này so với các mô hình lý thuyết trước kia đó là tính chất vi mô và không cần hiệu chỉnh các tham số để khớp kết quả tính toán lý thuyết với số liệu thực nghiệm tại các mức năng lượng kích thích và năng lượng tia gamma khác nhau, cũng như thời gian tính toán nhanh, chỉ mất khoảng dưới 5 phút cho một lần tính toán đối với một hạt nhân nặng bằng máy tính cá nhân.

Tạp chí Physical Review Letters được xuất bản từ năm 1958 bởi Hội Vật lý Hoa Kỳ (APS) với hệ số ảnh hưởng (impact factor) là 7,645, được xếp hạng cao nhất trong ngành Vật lý thế giới. Tạp chí chuyên đăng tải những công trình nghiên cứu mang tính đột phá hoặc những phát triển có tầm ảnh hưởng mạnh trong ngành Vật lý, đặc biệt, công trình nghiên cứu được đăng tải phải thỏa mãn một trong ba tiêu chí là:

Thứ nhất, mở ra một lĩnh vực mới hoặc những lộ trình nghiên cứu mới trong một lĩnh vực đã thiết lập và qua đó gây ảnh hưởng quan trọng tới nghiên cứu trong các lĩnh vực khác.

Thứ hai, giải quyết hoặc tiến hành những bước căn bản để giải quyết những vấn đề cấp thiết đang tồn tại.

Thứ ba, trình bày một kỹ thuật mới hoặc một phương pháp luận mới, đóng vai trò then chốt trong nghiên cứu vật lý trong tương lai, có những hệ quả rõ ràng trực tiếp cho các nhà vật lý.

Công trình nghiên cứu của ba nhà khoa học Việt Nam đã hoàn toàn thuyết phục hội đồng phản biện khi thỏa mãn đầy đủ tiêu chí thứ hai.

Chia sẻ với báo giới vào thời điểm đó, PGS.TS. Nguyễn Quang Hưng cho biết công trình này có ý nghĩa đặc biệt đối với lĩnh vực nghiên cứu hạt nhân ở Việt Nam khi chúng ta hoàn toàn có thể thực hiện được các phản ứng tạo hạt nhân hợp phần trên hai máy gia tốc được trang bị cho trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội (máy gia tốc tĩnh điện Tandem Pelletron 5SDH-2) và Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 (máy gia tốc Cyclotron IBA 30MeV), để từ đó rút ra được thông tin về mật độ mức và hàm lực phóng xạ tương tự như các thực nghiệm của nhóm Oslo (Na-Uy).

Nghiên cứu khoa học là hành trình khám phá suốt đời

Trong quá trình nghiên cứu khoa học, PGS-TS Nguyễn Quang Hưng từng đạt Giải thưởng Nghiên cứu trẻ của Hội Vật lý Lý thuyết năm 2012, được Hội đồng Chức danh Giáo sư nhà nước công nhận học hàm Phó giáo sư năm 2014 và vinh dự là 1 trong 70 nhà khoa học trẻ được lựa chọn tham dự buổi gặp gỡ với Thủ tướng vào ngày 11.9.2015. PGS-TS Nguyễn Quang Hưng còn trực tiếp làm chủ nhiệm 3 đề tài Nafosted, trong đó 2 đề tài đã nghiệm thu và 1 đề tài đang được thực hiện.

Chia sẻ về quá trình “dấn thân” vào sự nghiệp khoa học, PGS. TS Nguyễn Quang Hưng cho biết, rất may mắn khi được Viện Nghiên cứu Vật lý và Hoá học (RIKEN), Nhật Bản cấp học bổng toàn phần 3 năm (7/2006 – 7/2009) theo học chương trình hợp tác vùng Châu Á (Asian Program Associate) dành cho các Nghiên cứu sinh Tiến sĩ.

“Điều đặc biệt may mắn nhất đối với tôi là được học tập và làm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn trực tiếp của TSKH Nguyễn Đình Đăng tại RIKEN, một nhà khoa học tài hoa (xuất sắc trong cả Vật lý, lẫn Hội hoạ, nghệ thuật). Lúc mới sang RIKEN, tôi thực sự rất lo lắng và cũng gặp rất nhiều khó khăn vì sự thiếu hụt gần như toàn bộ nền tảng kiến thức về lý thuyết cấu trúc hạt nhân cũng như cơ học lượng tử (công cụ nền tảng cho lý thuyết hạt nhân).

Thầy Đăng đưa cho tôi một số bài báo để đọc mà tôi hoàn toàn không hiểu gì. Tôi tự đặt áp lực cho mình là phải làm thật tốt nếu không có khả năng sẽ bị cắt học bổng và cho về nước”, PGS. TS Nguyễn Quang Hưng chia sẻ.

Thế rồi, nhà khoa học Nguyễn Quang Hưng đã dành 2 tháng đầu tiên tại Nhật Bản để tự học lại hết các kiến thức căn bản. Sau 2 tháng anh bắt đầu hiểu được vấn đề mà thầy hướng dẫn đưa ra và bắt đầu vào công việc nghiên cứu.

6 tháng sau anh đã có những kết quả đầu tiên và bắt đầu tập viết bản thảo bài báo. Tuy nhiên, phải mất thêm thời gian dài với nhiều lần thầy Đăng chỉnh sửa, biên tập, anh mới dần hoàn thiện kỹ năng nghiên cứu cũng như viết bài.

Chẳng thế mà 6 tháng đầu tiên ở Nhật anh Hưng từ 75kg đã tụt xuống còn gần 65kg. Nhưng sau 2 năm, anh đã có 3 bài báo được công bố trên tạp chí Physical Review C và viết xong bản thảo luận án Tiến sĩ để gửi về Viện Vật lý, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam làm thủ tục bảo vệ.

Trở lại với công trình “Mô tả vi mô đồng thời mật độ mức và hàm lực phóng xạ của hạt nhân nguyên tử”, PGS. TS Nguyễn Quang Hưng cho biết, đây là công trình có ý  nghĩa quan trọng.

Bởi đây mới chỉ là công trình nghiên cứu thứ 2 của một nhóm tác giả hoàn toàn người Việt Nam (2/3 số tác giả đang làm nghiên cứu trong nước) được công bố trên tạp chí hạng nhất (Physical Review Letters) về Vật lý (công trình đầu tiên của nhóm tác giả tại Viện Vật lý công bố năm 2002).

Công trình này cũng là minh chứng rằng, mặc dù điều kiện làm nghiên cứu trong nước còn nhiều hạn chế nhưng các nhà khoa học Việt Nam vẫn hoàn toàn có đủ trình độ để công bố được kết quả nghiên cứu trên các tạp chí danh tiếng, không thua kém các nhà khoa học tại các nước phát triển.

Cũng chính vì ý nghĩa quan trọng đó, ngay sau khi bài báo được công bố, Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ Chu Ngọc Anh đã gửi thư chúc mừng 3 tác giả của bài báo. Trong thư chúc mừng, Bộ trưởng có chia sẻ “Vật lý hạt nhân luôn là một trong những hướng nghiên cứu ưu tiên của Nhà nước. Tuy nhiên, nghiên cứu vật lý hạt nhân ở Việt Nam gặp khó khăn hơn so với các lĩnh vực khác. Do đó các nhà khoa học Việt Nam vẫn phải thường xuyên hợp tác với đối tác nước ngoài như Pháp, Nhật Bản, Nga, Hàn Quốc và ra nước ngoài làm việc trên những máy gia tốc mà Việt Nam chưa có”.

Bộ trưởng cũng gửi lời “cảm ơn nhóm tác giả đã kiên trì theo đuổi nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực khó như vật lý hạt nhân khi điều kiện khoa học nước nhà còn khó khăn” và khẳng định “Thành công của các bạn đã đóng góp chung cho thành công của lĩnh vực vật lý Việt Nam và của nền khoa học Việt Nam”.

“Bức thư của Bộ trưởng là nguồn động viên tinh thần rất lớn cho chúng tôi tiếp tục theo đuổi những hướng nghiên cứu lớn hơn”, PGS. TS Nguyễn Quang Hưng chia sẻ.

Ông cũng cho biết, trong nghiên cứu, đặc biệt là nghiên cứu cơ bản thì nhiều lắm những khó khăn. Mà khó khăn lớn nhất là nhận thức của bản thân các nhà nghiên cứu, các nhà quản lý về nghiên cứu cơ bản, về việc công bố các công trình nghiên cứu trên các tạp chí quốc tế uy tín.

Trước kia việc công bố bài báo khoa học trên các tạp chí quốc tế chưa được coi trọng bởi một số quan điểm cho rằng nghiên cứu cơ bản hay các bài báo quốc tế không giúp ích gì cho sự phát triển khoa học công nghệ và kinh tế của xã hội.

Tuy nhiên, với anh điều quan trọng nhất vẫn là đam mê. Nghiên cứu khoa học, đặc biệt khoa học cơ bản là một hành trình khám phá suốt đời để tìm ra những kiến thức mới cho nhân loại.

“Kiến thức đó có thể chưa mang lại những ứng dụng nhất thời hoặc cũng có thể không bao giờ được đem ra ứng dụng thực tế. Tuy nhiên nó sẽ góp phần tạo cơ sở tiền đề cho những nghiên cứu phát triển tiếp theo. Do vậy, công việc của các nhà nghiên cứu nói chung đòi hỏi phải thường xuyên tìm tòi và sáng tạo ra cái mới. Để làm được việc đó thì chỉ có thực sự đam mê thì mới làm được. Tất nhiên những điều kiện khác như lương bổng, cơ sở vật chất, chính sách,… cũng quan trọng để hỗ trợ nhà khoa học yên tâm theo đuổi đam mê của mình”, PGS. TS Nguyễn Quang Hưng chia sẻ.

Huyền Anh