Trước ngưỡng cửa khoa học lớn

7

TRÊN NGƯỢC KHOA HỌC LỚN

Năm 1977, trên trang «Kvant», Viện sĩ N.K. Kioin đã nói về những giai đoạn chính trong quá trình hình thành nền vật lý Xô Viết. Trong câu chuyện này, rất nhiều không gian được dành cho Viện Vật lý và Công nghệ Leningrad (LPTI), vào cuối những năm hai mươi đã trở thành một trong những trung tâm khoa học vật lý chính ở Liên Xô.

Khi còn là sinh viên năm thứ hai tại Học viện Bách khoa Leningrad, Isaac Konstantinovich bắt đầu làm việc tại LFTN. Chúng tôi cung cấp cho độc giả bài viết của N.K. Kioin “Vật lý Liên Xô được tạo ra như thế nào” («Kvant», 1977, số 10-12), trong đó ông chia sẻ những kỷ niệm thời sinh viên, gắn bó mật thiết với LFTN.

…Đối diện viện của chúng tôi, bên kia con đường có tên “Con đường đến Sosnovka”, có Viện Vật lý và Công nghệ Leningrad (khi đó được gọi là Viện Vật lý và Công nghệ RENTENOVSKY). Giám đốc của nó là viện sĩ A.F. Ioffe… Phần lớn nhân viên là những người trẻ tuổi bắt đầu làm việc với tư cách là sinh viên Khoa Vật lý và Cơ học.

…Sinh viên được chọn làm việc tại viện theo cách này. Các giáo viên trong khoa - nhân viên của viện, bao gồm cả những sinh viên năm cuối giám sát công việc thí nghiệm của sinh viên, đã có gợi ý A.F. Ioffe chăm sóc những sinh viên tỏ ra yêu thích và có năng lực về vật lý thực nghiệm và mời họ về làm việc tại Viện Vật lý và Công nghệ. Năm 1927, khi đang là sinh viên năm thứ hai, tôi được mời về làm việc tại Viện Vật lý và Công nghệ. Ở đó, giới trẻ ngay lập tức tiếp cận với khoa học hiện đại. Chúng tôi không thân thiện lắm và không tính đến việc chúng tôi vẫn chưa “vượt qua được điều gì đó” ở khoa của mình. Tại các hội thảo khoa học diễn ra đều đặn vào các ngày thứ Sáu, từ 5 đến 7 giờ chiều, những công trình khoa học vừa được cán bộ của viện hoàn thành hoặc đăng trên tạp chí nước ngoài đều được đem ra thảo luận. Chúng tôi tham gia hội thảo, chúng tôi phải lắng nghe và hiểu những gì người ta nói, nếu không hiểu thì chúng tôi có thể đương đầu. Lúc đầu chúng tôi thậm chí còn không dám hỏi vì không hiểu gì cả. Nhưng khá nhanh chóng khái niệm về một con người thực sự, rõ ràng là do chúng tôi đã bị dẫn đến một phong cách trình bày và tự đọc rất nhiều.

…Khi tôi bắt đầu làm việc tại Viện Vật lý và Công nghệ Leningrad, dưới ảnh hưởng của các bài giảng và hội thảo của Ya. I. Frenkel, người đã nói với chúng tôi về những ý tưởng hiện đại trong vật lý kim loại, tôi quyết định nghiên cứu các vấn đề của lĩnh vực vật lý cụ thể này và trên hết là hiệu ứng Hall. Tôi quyết định kiểm tra xem hiệu ứng Hall có xuất hiện trong kim loại lỏng hay không. Trước đó, vào đầu thế kỷ này, vấn đề này đã được giải quyết bởi các nhà khoa học nổi tiếng như Nernst và Drude. Sau khi xem xét tài liệu về vấn đề này, tôi đi đến kết luận rằng việc lựa chọn kim loại lỏng trong các thí nghiệm trước đó đã không thành công. Trước hết

8

Trong các thí nghiệm, rue được chọn làm mẫu vì ở nhiệt độ phòng nó luôn ở trạng thái lỏng. Hiệu ứng Hall không được tìm thấy trong đó. Sau này hóa ra, ngay cả trong ruthium rắn, hiệu ứng này rất nhỏ và khó đo lường. Các thí nghiệm cũng được thực hiện với còi. Bismuth có vẻ rất thích hợp, vì trong chiều cao rắn, lực điện trường Hall lớn hơn nhiều bậc so với các kim loại khác: trong kim loại “thông thường” nó được đo bằng microvolt, và trong chiều cao nó được đo bằng milivolt. Tuy nhiên, không có tác dụng nào được tìm thấy ở độ cao chất lỏng. Ngày nay người ta biết rằng hiệu ứng Hall lớn hơn một cách bất thường ở độ cao đặc là do đặc điểm cấu trúc tinh thể của nó. Ở trạng thái lỏng, cấu trúc này biến mất. Và những người thực nghiệm đang đo lường một hiệu ứng lớn hơn, thấy rằng nó nhỏ hơn 1000 lần so với mong đợi, đã đi đến kết luận rằng đơn giản là không có hiệu ứng nào cả.

Tôi quyết định lấy kim loại làm mẫu, đây là cách đơn giản nhất. Đây là kim loại lụa. Kim loại tơ là tốt vì trên thực tế tất cả các dự đoán lý thuyết liên quan đến tính chất của chúng đều được xác định rõ ràng trong các thí nghiệm. Đối với thí nghiệm, tôi đã chọn một hợp kim của natri và kali, ở nồng độ đã biết, thành phần này sẽ trở thành chất lỏng ở nhiệt độ phòng.

Đối với tôi, dường như ở nhiệt độ phòng trong các thí nghiệm trước đây, mối liên hệ không chỉ là do việc lựa chọn mẫu kém mà còn do việc thiết lập thí nghiệm không đủ chính xác. Thực tế là khi một dòng điện chạy qua kim loại lỏng nằm trong từ trường, các lực bắt đầu tác dụng lên kim loại từ phía của từ trường, dẫn đến sự trộn lẫn của các lớp kim loại lỏng riêng lẻ với nhau. (Tất nhiên, trong kim loại rắn, sự chuyển động của các lớp này không xảy ra.) Kết quả là, dòng điện đầu ra sẽ xuất hiện để “bôi trơn” hiệu ứng Hall trong kim loại lỏng. Vì vậy cần thiết, nếu không muốn loại bỏ thì phải giảm thiểu những dòng điện “ký sinh” này. Để làm điều này, chúng tôi lấy một mẫu ở dạng một lớp kim loại lỏng mỏng. Các phép đo cẩn thận cho thấy sự hiện diện của hiệu ứng Hall. Một năm rưỡi sau, công trình của Sommerfeld được xuất bản, mô tả các thí nghiệm và xác nhận lý thuyết hiện đại về kim loại. Sommerfeld cũng đề cập đến kinh nghiệm của chúng tôi. Thành thật mà nói, tôi đã rất phi thường trong một năm - một người có thẩm quyền như Sommerfeld đã đánh giá cao công việc của tôi.

…Năm 1930, khi tôi vừa tốt nghiệp đại học và nhận chức danh kỹ sư, theo sự giới thiệu của A.F. Ioffe, tôi được cử đi công tác ở Đức để làm quen với các phòng thí nghiệm vật lý của phương Tây. Tôi đã gặp khoảng ba người dân địa phương ở Đức và có thể làm quen với công việc của các phòng thí nghiệm vật lý ở Leipzig, Monchen và Hamburg. Và tôi phải nói rằng tôi rất ngạc nhiên khi tin rằng trình độ của các nhà vật lý của chúng ta, đặc biệt là trình độ của tôi, không hề thấp hơn trình độ của các nhà vật lý tôi gặp ở các phòng thí nghiệm ở nước ngoài.

Tôi đang đi công tác, tôi ở gần nơi làm việc tại phòng thí nghiệm ở Monchen, trong phòng thí nghiệm cũ của Roentgen. Có những công trình và những tiến sĩ đại học (đó là cách gọi của những sinh viên tốt nghiệp đại học đang chuẩn bị làm luận án). Tuy nhiên, tôi nhận thấy rằng các sinh viên tiến sĩ đang chuẩn bị cho kỳ thi cuối kỳ đã đọc Ya. Cuốn sách “Khóa học về Điện động lực học” của Frenkel được xuất bản bằng tiếng Đức. Tôi hỏi: “Thầy sẽ giao bài thi cho ai?” Họ trả lời: “Sommerfeld.” Cũng chính Sommerfeld đó, nhà lý thuyết vĩ đại nhất thế giới mà khi chúng tôi còn là sinh viên đã có câu nói “không có Bohr ngoại trừ

9

Bora, và Sommerfeld là phó của anh ấy." Tôi biết có một khóa học vật lý gồm 5 tập của chính Sommerfeld, và tôi hỏi tại sao các nghiên cứu sinh tiến sĩ lại học điện động lực học không phải theo Sommerfeld mà theo Frenkel. Vì vậy, họ trả lời, Sommerfeld nói rằng anh ấy sẽ chỉ chấp nhận các kỳ thi trong khóa học của Frenkel, vì hiện nay trên thế giới không có khóa học nào tốt hơn. Khi tôi nói rằng cá nhân tôi biết Frenkel, tôi cảm thấy quyền lực của mình trong mắt họ tăng lên mạnh mẽ. Và tôi cảm thấy một cảm giác tự hào thực sự về các nhà vật lý Liên Xô của chúng ta, những người đã được các nhà lý thuyết hàng đầu thế giới công nhận rộng rãi.