GIẢI NOBEL VẬT LÝ 2025 VÀ TẦNG LỚP “TINH MA” VIỆT NAM
Thực ra với lĩnh vực tri thức khoa học cao siêu thì đa phần người ta không hiểu, đó là chuyện bình thường. Nhưng có điều bất thường ở chỗ VN ta mấy chục năm qua đã dần hình thành lớp người được coi như là “tinh hoa” mà thực chất chỉ là bọn “tinh ma”, đã nhân danh “đổi mới” huyên thuyên, tuyên bố nhăng cuội, làm lộn tùng phèo các chuẩn mực giá trị. Họ véo von tâng bốc nhau, buồn là lại dắt mũi được đám đông, ngay các cơ quan truyền thông chính thống lớn nhất đôi khi cũng làm loa tuyên truyền cho họ, như VTV, VietNamnet, VnExpress, v.v…
Nguyễn Quang Thiều, ngoài ca ngợi Nguyễn Huy Thiệp “tìm đạo cho dân”, văn Bảo Ninh “chạm vào mẫu số chung nhân loại”, cũng ca ngợi Nguyễn Khoa Điềm là “hiền minh”. Chữ “hìền” ở đây với văn hóa Phương Đông không phải hiền từ mà chỉ một bậc minh triết, thánh nhân, như Tố Hữu bằng thơ cũng đã gọi Bác Hồ là một “người hiền”. Thú vị là chữ “hiền” cũng đôi lần được dùng để ca ngợi mấy người không biết gì về vật lý viết về vật lý mà tôi viết hôm nay.
Nguyên Ngọc từng ca ngợi Lê Đạt là một “người hiền” chắc do Lê Đạt từng “đổi mới thơ ca” trên cơ sở tri thức vật lý lý thuyết mà Nguyên Ngọc cũng “có học 1000 năm cũng không hiểu”, như thuyết Tương đối, cơ học Lượng tử, nguyên lý Bất định, nguyên lý Bổ sung, entropi, v.v… Tôi đã viết một bài chỉ ra Lê Đạt không hiểu gì. Cố giáo sư Cao Xuân Huy, trong lời giới thiệu của học trò là giáo sư Nguyễn Huệ Chi về tác phẩm: “TƯ TƯỞNG PHƯƠNG ĐÔNG GỢI NHỮNG ĐIỂM NHÌN THAM CHIẾU”, cũng đã được gọi là một “Người hiền”. Nhưng cuốn sách của ông lại viết Thuyết Tương đối của Einstein là sai; triết học duy tâm, duy vật sai hết; các cặp phạm trù Tâm, Vật; Không gian, Thời gian; Nhân, Quả là hư cấu hết. Cuốn sách của ông lại được Nhà nước VN trao giải HCM, nghĩa là chống lại Bác Hồ vì chính Bác đã mang Chủ nghĩa Duy vật Biện chứng về VN làm nền tảng tư tưởng cho chế độ. Thấy trang fb của PGS Vật lý Lý thuyết Nguyễn Ái Việt bàn luận về CXH, tôi mới nhắn tin, ông trả lời là trình độ CXH về vật lý và triết học hiện đại chỉ ở trình độ cấp II bây giờ. Có điều, CXH không có lỗi mà chính Huệ Chi đã biên soạn, xuất bản sách của CXH, đã “vạch áo thầy cho thiên hạ xem lưng”, để thực hiện hành trình chống chế độ của mình. Huệ Chi từng viết “Đảng thực hiện canh bạc bịp” và tuyên bố “Thuyết Tương Đối của Einstein đã mở ra Thời đại giải lý tính”, một câu vô nghĩa do dốt vật lý.
***
Giải Nobel Vật lý năm nay, 2025, vừa xướng tên ba nhà vật lý: John Clarke (83 tuổi), sinh tại Anh, giáo sư Đại học California Berkeley, Mỹ; Michel H. Devoret (72 tuổi), sinh tại Pháp, giáo sư tại Đại học Yale và Đại học California Santa Barbara, Mỹ; John M. Martinis (67 tuổi), giáo sư tại Đại học California Santa Barbara, Mỹ.
Công trình của họ lại làm về Cơ học Lượng tử, là cơ học của các hạt vi mô có những tính chất khác lạ không thể xảy ra ở thế giới vĩ mô như: chồng chập trạng thái, vướng víu lượng tử, xuyên hầm lượng tử, v.v… trong đó, sự vướng víu lượng tử (entanglement) Einstein đến chết cũng không tin và đã diễu cợt gọi là tác động ma quái ở khoảng cách (spooky action at a distance). Nhưng các nhà bác học thế hệ sau Einstein đã chứng minh Einstein sai, trong đó có công trình của ba nhà nghiên cứu mà Giải Nobel Vật lý 2022 đã trao cho họ: Alain Aspect (Pháp), John F. Clauser (Mỹ) và Anton Zeilinger (Áo), họ đã tạo ra thí nghiệm chụp ảnh được sự vướng víu lượng tử. Tôi đã viết về giải Nobel này và hôm nay cũng viết về Giải Nobel Vật lý năm nay.
John Clarke, Michel H. Devoret, John M. Martinis đã thực hiện công trình vĩ mô hóa hiệu ứng xuyên hầm lượng tử (quantum tunneling), một trong những hiện tượng kỳ lạ của thế giới vi mô, cùng với việc ứng dụng nó làm ra qubit cho máy tính lượng tử, công nghệ cao nhất của thế giới trong những ngày hôm nay.
***
Họ đã tạo ra mạch điện có thể cầm trên tay (vĩ mô) để thực hiện hiệu ứng xuyên hầm lượng tử của điện tử với kích thước khoảng 10-8 nm, tức khoảng 1 phần tỷ nm!
Từ cơ sở lý thuyết phương trình Schrödinger là một hàm mô tả bản chất sóng của hạt vi mô, tính toán xác suất vị trí của hạt chuyển động theo thời gian, trong đó với một rào cản năng lượng thì với thế giới vĩ mô hạt không thể truyền qua, như một viên bi không thể lăn (với một động năng thấp) từ thung lũng này qua một ngọn đồi (thế năng cao) sang thung lũng khác, nhưng với thế giới vi mô thì vẫn có thể. Vì hàm sóng cho biết xác suất tìm thấy "hòn bi" có một giá trị nhất định ở thung lũng bên kia. Các nhà khoa học gọi đó là hiệu ứng xuyên hầm lượng tử (quantum tunneling).
Năm 1928, nhà vật lý người Mỹ gốc Nga George Gamow (Гамов, Георгий Антонович) đã giải thích sự phân rã alpha của hạt nhân nguyên tử chính là hiện tượng chui hầm lượng tử. Theo chu kỳ, sóng các hạt alpha chuyển động trong hạt nhân cộng hưởng đủ năng lượng lớn hơn lực liên kết hạt nhân nên phóng xạ được ra ngoài.
Như vậy bản chất xuyên hầm lượng tử do hạt vi mô có tính chất sóng, nhiều chuyển động sóng sẽ cộng hưởng, sau một thời gian nhất định năng lượng của sóng-hạt sẽ lớn hơn mức năng lượng rào cản nên vượt qua được. Vậy nếu hình tượng hóa năng lượng cản là rào, là tường thì hiệu ứng xuyên hầm gọi là leo rào hoặc leo tường thì chính xác hơn, và thấy, nó không khác lạ với logic của thế giới vĩ mô. Có lẽ chính sự giải thích của các nhà khoa học chưa rõ ràng đã làm thế giới vi mô vốn khó hiểu lại kỳ bí hơn.
***
John Clarke (83 tuổi), sinh năm 1942 tại Cambridge, Anh, sau khi nhận bằng tiến sĩ tại Đại học Cambridge năm 1968, ông chuyển đến Đại học California Berkeley, Mỹ, tập trung nghiên cứu các đặc tính lượng tử của chất siêu dẫn. John M. Martinis (67 tuổi), giáo sư tại Đại học California Santa Barbara, Mỹ, nhận bằng cử nhân và tiến sĩ vật lý tại Đại học California, Berkeley, lần lượt vào năm 1980 và 1987. Trong quá trình học tiến sĩ, ông đã làm việc tại phòng thí nghiệm của Clarke, nơi ông gặp Devoret. Michel H. Devoret, sinh ra tại Paris và nhận bằng tiến sĩ tại đó, là giáo sư danh dự ngành vật lý ứng dụng tại Viện Lượng tử Yale thuộc Đại học Yale. Vào giữa những năm 1980, Devoret gia nhập nhóm nghiên cứu của ông Clarke với tư cách là nghiên cứu sau tiến sĩ.
Họ đã thực hiện được hiệu ứng xuyên hầm của cơ học lượng tử của thế giới vi mô trong một hệ thống vĩ mô là một mạch điện có thể cầm trên tay. Họ làm một mạch điện, làm lạnh đến gần độ không tuyệt đối để tạo siêu dẫn, trong đó có gắn một lớp tiếp giáp Josephson (lớp cách điện mỏng bằng oxit nhôm hoặc chất bán dẫn, độ dày khoảng 1-10 nanomet, được đặt giữa hai chất siêu dẫn), rồi cho nguồn điện chạy vào mạch để khảo sát.
Truyền thông VN một loạt báo đài dịch Thông báo của Ủy ban Nobel, chỉ vài từ không chính xác có thể khiến độc giả không hiểu gì cả. Như trên
https://tuoitre.vn/nobel-vat-ly-2025-co-hoc-luong-tu-tu..., ông TS NGUYỄN TRUNG DÂN viết về mạch điện trên: “Hệ các hạt này ban đầu ở trạng thái mà dòng điện chạy qua không cần có điện áp, như thể bị chắn bởi một rào cản không thể vượt qua”. “Dòng điện chạy qua không cần có điện áp” nghĩa là gì? Tôi phải truy tìm văn bản gốc bằng tiếng Anh thấy viết là “This macroscopic particle-like system is initially in a state in which current flows without any voltage”. Tôi dịch là: “Hệ thống hạt vĩ mô này ban đầu ở trạng thái cho dòng điện chạy vào mà không có điện áp”. Nghĩa là ba nhà nghiên cứu cắm điện cho mạch điện của mình thì ban đầu thấy không có điện áp, vì mạch điện có gắn lớp cách điện mỏng (lớp tiếp giáp Josephson), dòng điện chưa vượt qua được lớp cách điện.
Nhưng sau một thời gian, mạch điện xuất hiện điện áp, tức điện tử đã xuyên qua được lớp cách điện, đó chính là do Hiệu ứng xuyên hầm lượng tử đã xảy ra.
Các nhà nghiên cứu đã đo đạc chính xác các thông số và những yếu tố tác động và nhận thấy, xác suất xảy ra sự xuyên hầm lượng tử sẽ phụ thuộc vào tổng lượng năng lượng trong mạch, năng lượng cao hơn xác suất xảy ra sự xuyên hầm lượng tử sẽ cao hơn. Giống như viên bi lăn mạnh hơn sẽ có khả năng leo tường cao hơn, cụ thể trong mạch thí nghiệm, do các sóng của các hạt điện tử sẽ cộng hưởng mạnh hơn.
Họ cũng nhận thấy mạch điện tử siêu dẫn này sẽ thể hiện hành vi lượng tử nếu và chỉ nếu một chuỗi các lượng năng lượng nhất định có thể được hấp thụ hoặc phát xạ. (For this macroscopic, superconducting electronic circuit, it would exhibit quantum behavior if and only if a certain series of energy amounts could be absorbed or emitted).
Như vậy, mạch điện có tính chất như một nguyên tử, các điện tử trong mạch như các điện tử của một nguyên tử chuyển động ở các mức năng lượng khác nhau, sẽ hấp thu hoặc phát xạ các mức năng lượng ấy.
***
Điều đó là do tính chất siêu dẫn. Trong một vật liệu dẫn điện thông thường, các electron tự do di chuyển sẽ tạo ra điện trở khi có dòng điện chạy qua. Khi làm lạnh vật liệu ở nhiệt độ phù hợp, các electron sẽ liên kết với nhau thành từng cặp gọi là cặp Cooper (theo tên của Leon Cooper, người cùng với John Bardeen và Robert Schrieffer đoạt Giải Nobel Vật lý năm 1972 về siêu dẫn), di chuyển đồng bộ mà không gặp bất kỳ lực cản nào, tức không có điện trở, là siêu dẫn. Các cặp Cooper trong mạch siêu dẫn giống như một điện tử duy nhất, theo ngôn ngữ của cơ học lượng tử, chúng được mô tả như một hàm sóng duy nhất.
Như vậy, mạch điện tử siêu dẫn của ba nhà vật lý được Giải Nobel năm nay chứng minh rằng một hệ thống vĩ mô, bao gồm hàng nghìn tỷ electron chạy qua mạch siêu dẫn, có thể được mô tả bằng một hàm sóng duy nhất, có các mức năng lượng lượng tử hóa, chỉ phát ra hoặc hấp thụ năng lượng ở những lượng nhất định.
***
John M. Martinis, một trong ba người được giải Nobel Vật lý năm nay, thường được mô tả là "kỹ sư trong các nhà vật lý". Năm 2014, ông và cộng sự đã được Phòng thí nghiệm Trí tuệ nhân tạo Lượng tử của Google tuyển dụng để phát triển một máy tính lượng tử chức năng. Vài năm sau, họ được cho là đã thực hiện thành công cuộc trình diễn đầu tiên trong đó máy tính lượng tử vượt trội hơn máy tính cổ điển, mở đường cho một hiện tượng được gọi là ưu thế lượng tử.
Có như vậy vì bit cổ điển chỉ có hai giá trị 0 và 1 để mã hóa, còn qubit vì hạt lượng tử có tính chất chồng chập trạng thái, nên hai qubit có vô vàn giá trị tổ hợp giữa 0 và 1, sự mã hóa sẽ có ưu thế tính toán hơn rất nhiều. Người ta giải thích một địa hình nhiều ngọn đồi, máy tính cổ điển sẽ xác định lần lượt từng ngọn đồi một, còn máy tính lượng tử xác định được ngay tất cả.
Nhóm của Martinis đã sử dụng hai trạng thái năng lượng thấp nhất của mạch siêu dẫn như hạt vi mô nhân tạo, có kích thước vĩ mô làm qubit thể rắn. Mạch qubit siêu dẫn hiện là nền tảng cho các máy tính lượng tử hiệu suất cao nhất hiện có.
12-10-2025
ĐÔNG LA
