“Thần đồng” Hà Nội trở thành nhà vật lý nổi tiếng ở Mỹ

Đàm Thanh Sơn sinh năm 1969 tại Hà Nội trong một gia đình trí thức và thanh bạch. Bố là giáo sư dược học Đàm Trung Bảo, mẹ là phó giáo sư sinh hoá Nguyễn Thị Hảo, chú ruột là giáo sư vật lý Đàm Trung Đồn.

Từ bé, Sơn đã nổi tiếng là một “thần đồng”: mới học lớp 2 (tương đương lớp 3 hiện nay) đã giải được toán lớp 10 (tương đương lớp 12 hiện nay). Do vậy, Sở Giáo dục Hà Nội đặc cách cho Sơn học “nhảy cóc” lên năm cuối cấp II.

Lên cấp III, Sơn thi đỗ vào Khối Phổ thông chuyên toán Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội.

Năm 1984, mới 15 tuổi, lần đầu dự Olympic Toán Quốc tế ở Prague, Sơn đoạt ngay huy chương vàng với số điểm tối đa 42/42.

Rồi Sơn được gửi sang Moskva học vật lý tại Đại học Lomonosov. Chịu ảnh hưởng của người chú ruột Đàm Trung Đồn, Sơn mơ trở thành một nhà vật lý lý thuyết lỗi lạc. Muốn thế, phải học thật giỏi toán. Được giữ lại trường, Sơn bảo vệ thành công luận án tiến sĩ năm 25 tuổi. Người hướng dẫn Sơn là giáo sư Valery Rubakov, giám đốc Viện Nghiên cứu Hạt nhân Moskva. Nhưng, bỗng Liên Xô sụp đổ!

Yêu Sơn như con đẻ, thầy Rubakov khuyên anh nên sang Mỹ, nơi có điều kiện tốt hơn nước Nga đang khủng hoảng, để khỏi thui chột mất tài năng. Thế là Sơn bay sang New York, Mỹ, vào làm việc trong nhóm nghiên cứu của giáo sư Lý Chính Đạo (Tsung-Dao Lee), người cùng chia sẻ Giải thường Nobel năm 1957 với một nhà bác học khác, cũng người Mỹ gốc Hoa, là giáo sư Dương Chấn Ninh (Chen Ning Yang), do khám phá hiện tượng không bảo toàn tính chẵn lẻ trong tương tác yếu. Nhưng rồi, mấy năm sau, Sơn đành từ biệt giáo sư Lý để chuyển tới Đại học Washington ở Seattle, bên bờ Thái Bình Dương vì ở đó ấm áp hơn.

Tháng 7/2008, Olympic Vật lý quốc tế diễn ra tại Hà Nội, thu hút 82 nước và vùng lãnh thổ đến dự thi. Có ba nhà vật lý người Việt Nam ở nước ngoài được mời tham gia Ban Tổ chức: Trần Thanh Vân, Trương Nguyễn Trân (ở Pháp), và trẻ nhất là Đàm Thanh Sơn (ở Mỹ).

Đầu năm 2005, P. K. Kovtun, D. T. Son và A. O. Starinets (về sau được goi là nhóm KSS) công bố một công trình mới về một mô hình lỗ đen lỏng (liquid black hole) trong không gian 10 chiều (10-dimensional space) trên tạp chí vật lý đỉnh cao thế giới Physical Review Letters (tập 91, trang 111601).

Ngay lập tức, khám phá này gây tiếng vang trong giới bác học chuyên sâu. Các tạp chí thông tin khoa học có ảnh hưởng rộng như New Scientist (tháng 4-2005), Physics Today (tháng 5-2005) đều có bài viết về công trình ấy, một phát minh lý thuyết quan trọng.

Tờ Physics World, tờ tạp chí hằng tháng của cộng đồng vật lý quốc tế, trong số tháng 6-2005, mời Đàm Thanh Sơn (D. T. Son), một nhà vật lý hàng đầu, viết bài về vấn đề mới này. Đó là bài Liquid Universe Hints at Strings (Vũ trụ lỏng gặp các dây) mà ta có thể tìm đọc qua Internet.

Tờ New Scientist đăng bài của Jenny Hogan nhan đề Exotic Black Holes Spawn New Universal Law (Những lỗ đen ngoại lai dẫn tới quy luật mới phổ quát). Tác giả dùng từ exotic (ngoại lai) là vì đây chưa hẳn là lỗ đen có thật trong thực tại, mà chỉ là một “lỗ đen” được mô hình hoá bằng lý thuyết dây (string theory) trong không gian 10 chiều, nhằm mô tả một chất lỏng tương tác mạnh, chất lỏng quark-gluon, vẫn được coi là tồn tại trong không gian 3 chiều.

Tháng 11-2005, trên tạp chí Scientific American, Juan Maldacena, nhà vật lý Mỹ rất nổi tiếng, cho in một bài tổng quan, trong đó, sau khi nhắc tới khám phá của nhà bác học Anh lừng danh Stephen W. Hawking về lỗ đen, liền nhắc đến phát minh của Đàm Thanh Sơn, nhà bác học người Việt Nam làm việc tại Mỹ, về thể lỏng của “Vũ Trụ sơ sinh”.

Ta còn có thể đọc bài Cỗ máy Big Bang của Tim Folger trên tờ Discover. Tác giả trực tiếp phỏng vấn Đàm Thanh Sơn, dành nhiều trang để thuật lại khám phá của anh, cũng như lời bình của nhiều nhà vật lý tài danh.

Đáng mừng, các tạp chí thông tin khoa học ở nước ta như Vật lý Ngày nay, Hoạt động Khoa học... cũng đã kịp thời và trân trọng đưa tin về phát minh của Đàm Thanh Sơn.

Mấy năm gần đây, Trung tâm Máy Va chạm ion nặng tương đối tính (Relativistic Heavy Ion Collider/ RHIC) của Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven ở Upton, New York, đã tạo ra được vật chất ở nhiệt độ cao chưa từng có trên Trái Đất. Mục đích của thí nghiệm này là tái lập trạng thái từng tồn tại trong 10 micro giây đầu tiên sau Big Bang từ đó dần dần hình thành Vũ Trụ của chúng ta.

Sử dụng lý thuyết siêu dây (superstring theory) trong không gian 10 chiều, nhóm Đàm Thanh Sơn đã tính toán được chính xác rằng vật chất do RHIC tạo ra đúng là một chất lỏng, gần như lý tưởng, có tỷ số độ nhớt với mật độ entropy là một hằng số (constant) liên quan với các hằng số cơ bản trong thế giới lượng tử, như hằng số Planck, hằng số Boltzman.

Các kết quả của Brookhaven công bố tại Hội nghị Hội Vật lý Mỹ tháng 4-2005 ở Tampa, Florida, lưu ý về những tính toán tương thích của lý thuyết dây do nhóm Đàm Thanh Sơn thực hiện. Đây là lần đầu tiên lý thuyết dây được nhắc tới trong thông báo của một cuộc thí nghiệm lớn, kéo dài hàng năm…

Mới đây, tháng 5-2010, tờ Physics Today đã in ba bài trong cùng một số tạp chí, ca ngợi công trình của nhóm KSS - đó là điều rất hiếm thấy. Những tính toán lý thuyết của giáo sư Đàm Thanh Sơn và các cộng sự đã được kiểm chứng bằng hai thực nghiệm ở hai thái cực trái ngược nhau, một bên ở nhiệt độ cực lớn (hàng triệu độ K), một bên ở nhiệt độ cực nhỏ (một vài phần triệu độ K). Cả hai thực nghiệm ở hai đối cực đều quan sát được một dòng chảy gần như hoàn hảo và đo lường được độ nhớt của nó. Độ nhớt này chỉ phụ thuộc vào hai hằng số cơ bản là hằng số Planck và hằng số Boltzmann.

GS Phạm Xuân Yêm, nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng ở Đại học Paris 6, đã viết một bài bình luận dài về sự kiện này dưới nhan đề: Một quy luật phổ quát trong vật lý? GS Yêm nhận định: “Những thí nghiêm kiểm tra của RHIC và Đại học Duke đã xác nhận sự đúng đắn của công trình lý thuyết của Đàm Thanh Sơn và hai cộng sự (nhóm KSS), một công trình phong phú, mang tính phổ quát, đáp ứng được nhiều hệ thống vật lý rất khác biệt. Nó đòi hỏi các tác giả phải có một kiến thức vừa sâu sắc vừa tổng thể, bao trùm nhiều ngành vật lý và thấu triệt nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau để đặt đúng vấn đề và giải thích thoả đáng, cũng như tiên đoán những hiện tượng mới mẻ quan sát, đo lường được bởi thực nghiệm. Công trình của nhóm KSS mở đường cho một loạt nghiên cứu về những địa hạt tưởng chừng không chút liên hệ với nhau (thuỷ động lực học, vũ trụ học và thiên văn vật lý, siêu dây và hạt, siêu dẫn và vật lý chất đặc, chất hạt nhân) nhưng mang một đặc tính chung, phổ quát và cơ bản.”

Giáo sư Phạm Xuân Yêm coi kết quả mà nhóm KSS đạt được là “kỳ diệu”, và các tác giả của nó đã sử dụng một cách thuần thục lý thuyết siêu dây, nguyên lý toàn ảnh, và lý thuyết lỗ đen lượng tử.