Lise Meitner(1878 - 1968), nữ bác học lừng danh thứ hai Lise Meitner(1878

Lise Meitner(1878 - 1968), nữ bác học lừng danh thứ hai

Vào thời đại Cổ Hy Lạp, Democritus (460-370 tr. CN) khi khảo sát sự vật, đã cắt nghĩa nhiều hiện tượng vật lý bằng lý thuyết nguyên tử. Theo Democritus, vật chất được cấu tạo bởi những phần tử cực nhỏ không thể phân chia được gọi là “nguyên tử”. Một vật nặng là do có nhiều nguyên tử cấu kết lại, trong khi ở vật nhẹ, các nguyên tử được sắp xếp thưa thớt.

Lý thuyết của Democritus đã không tiến triển được xa và bị các nhà khoa học dần dần quên lãng trong gần 24 thế kỷ cho tới cuối thế kỷ 19, lý thuyết nguyên tử được các nhà vật lý xét lại. Sau khi tính phóng xạ của vài vật thể được khám phá, các nhà khoa học nhận thấy rằng trong nguyên tử còn có nhiều thành phần nhỏ hơn. Các nhà khoa học đã gặp một lãnh vực mới để khảo cứu: ngành nguyên tử học.
Trong số những nhân vật góp công vào ngành học này, có hai nữ bác học được toàn thể thế giới biết tên, đó là Marie Curie và Lise Meitner.
Trong khi bà Marie Curie đã nổi danh trên thế giới khoa học thì Lise Meitner còn là một cô sinh viên thuộc trường đại học của thành phố Vienna. Cô thiếu nữ này đã yêu thích toán học và vật lý ngay từ khi còn nhỏ tuổi. Cô chào đời tại Vienna và là con của một luật gia. Cũng như 6 anh chị em kia, Lise Meitner theo dần các lớp ở bậc trung học rồi lên tới cấp đại học khi còn quá trẻ.
Thật là may mắn cho Lise được theo học môn Vật Lý với Giáo Sư Ludwig Bolzmann. Vào thời bấy giờ các nhà vật lý chia làm hai phe, một phe phủ nhận lý thuyết nguyên tử còn phe kia cố gắng đào sâu các kiến thức về một thế giới cực nhỏ. Giáo Sư Bolzmann thuộc về phe thứ hai. Ông tin rằng các khám phá về chất phóng xạ sẽ chứng tỏ sự hiện hữu của nguyên tử.
Sau một thời gian theo học tại trường Đại Học Vienna, Lise Meitner đậu Tiến Sĩ Vật Lý vào năm 1906 và là phụ nữ thứ hai có văn bằng cao cấp như vậy. Năm 1907, Lise Meitner tới Berlin để theo đuổi ngành Vật Lý một cách sâu rộng. Vào thời kỳ này, trường Đại Học Berlin có một nhà đại bác học giảng dạy: ông Max Planck (1858-1947, Giải Nobel 1918). Meitner đã được Max Planck hướng dẫn trong các bài toán và các công cuộc nghiên cứu. Ngoài ra, vì đã khảo sát chất phóng xạ tại Vienna, Lise Meitner quyết định tiếp tục con đường này khi cộng tác với nhà hóa học trẻ tuổi Otto Hahn tại Viện Emil Fischer ở Berlin.
Vào thời đó, Viện Fischer đã không cho phép phụ nữ bước chân vào phòng thí nghiệm của Viện. Nhờ lòng tốt của Hahn, Meitner được tới khảo cứu chất phóng xạ trong một căn phòng thí nghiệm bằng gỗ của nhà hóa học này. Chính tài năng của Otto Hahn cũng ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng phát triển khoa học của Lise Meitner, vì thế hai người đã trở nên đôi bạn thân.
Trong nhiều năm trường, Lise Meitner đã đo cường độ của các tia phóng xạ và thực hiện nhiều khảo sát trong căn phòng thí nghiệm bằng gỗ với các dụng cụ quá thô sơ vì không có ngân khoản thường niên. Tới khi Otto Hahn được lên làm việc tại phòng khảo cứu hóa học trên lầu một của Viện Fischer thì cũng tại nơi đây, Lise Meitner được phép theo đuổi công trình nghiên cứu.
Qua năm 1912, Otto Hahn sang làm việc tại Viện Hoàng Đế Wilhelm khi Viện này mới được thành lập và được coi như một phần của trường Đại Học Berlin. Vào năm này, Lise Meitner sang giúp Max Planck trong công cuộc tìm hiểu môn Vật Lý Lý Thuyết.
Năm 1917, một phân khoa Hóa Học được thành lập tại Viện Wilhelm (The Kaiser Wilhelm Institute of Chemistry, sau đổi tên là The Max Planck Institute of Chemistry), Lise Meitner được mời sang làm Khoa Trưởng. Từ nay, bà Meitner có thể làm nghiên cứu thảnh thơi, không còn e ngại sự cấm đoán của những người đã quan niệm sai lầm về khả năng phục vụ Khoa Học của phụ nữ. Tại Viện Hoàng Đế Wilhelm, Lise Meitner đã theo sát các tiến bộ của ngành Vật Lý Nguyên Tử.Các công trình của Lise Meitner được giới khoa học biết tới từ năm 1920 sau khi bà và Otto Hahn cùng khám phá ra chất phóng xạ đồng vị Protactinium (the isotope protactinium-231).

Tất cả các nhà khoa học đã coi bà là một nhà bác học có đầy đủ kiến thức sâu rộng về ngành Vật Lý Nguyên Tử.
Từ năm 1868, nhà hóa học Nga Mendeleyev (1834-1907) đã xếp hạng các đơn chất theo trọng lượng nguyên tử. Tới khi bà Marie Curie tìm ra được chất Radium thì bảng Mendeleyev lại có thêm một đơn chất mới với nguyên tử số là 88. Sau đó, thế giới nguyên tử đã được các khoa học gia biết tới với các protons và electrons. Tới năm 1932, neutrons được khám phá. Năm 1934, Enrico Fermi đã dùng neutrons để bắn vào nhân nguyên tử Uranium, ông ta lấy được một chất mới mà trọng lượng quá nhỏ, không thể cân đo được. Cuộc thí nghiệm này của Enrico Fermi đã làm cho nhiều nhà vật lý đương thời chú ý, trong đó có Lise Meitner. Khi Lise Meitner và Otto Hahn cùng bắt tay vào việc thực hiện lại thí nghiệm của Enrico Fermi với một phương pháp hoàn toàn khác lạ thì họ được một nhà hóa học tới hợp tác: Fritz Strassmann.
Từ khi Hitler lên nắm chính quyền tại nước Đức, dân Do Thái bị bạc đãi một cách tàn nhẫn. Trong khi các người dân thiểu số này tìm cách lẩn trốn dần khỏi cảnh áp bức của đảng Quốc Xã thì từ năm 1934, các nhà bác học Do Thái trong đó có ông Albert Einstein cũng vắng bóng tại các trường đại học Đức. Tuy nhiên vì là người Áo nên các luật lệ đối xử kỳ thị với dân Do Thái đã không được áp dụng cho bà Lise Meitner.Tới năm 1938, khi quân đội Đức xâm lăng nước Áo và đặt nước này dưới quyền kiểm soát của họ thì tới lượt người Áo cũng bị ngược đãi. Vì thế các bạn của Lise Meitner bèn tìm cách giúp bà trốn ra khỏi nước Đức để tránh gặp phải cảnh khủng bố của bọn người cuồng tín. Lise Meitner tới Copenhagen, Đan Mạch. Tại đây, bà có một người cháu là Otto Frisch làm việc cho phòng nghiên cứu của Niels Bohr.

(Theo vietsciences)

LISE MEITNER và SỰ PHÂN CHIA HẠT NHÂN

Vào năm 1907 Lise Meitner(1878-1968), người phụ nữ thứ hai nhận bằng tiến sĩ vật lí ở Vienna, đến Berlin để tham dự khoá học của Max Planck. Trong một cuộc trò chuyện bà gặp nhà hóa học Otto Hahn(1879-1968), người trở thành đồng nghiệp gần gũi nhất của bà trong hơn 30 năm. Hahn, đã từng học với Rutherford, có phòng thí nghiệm ở Berlin. Meitner nhận được việc làm ở trường đại học sau một số khó khăn vì bà là phụ nữ, với những qui định là bà không được phép đến phòng thí nghiệm của sinh viên và chỉ giới hạn phạm vi làm việc trong phòng thí nghiệm của Hahn, vốn là một xưởng mộc cải tạo lại.

Khám phá vào năm 1919 của Rutherford về phản ứng hạt nhân có thể xảy ra khi bắn phá một nguyên tố bằng hạt alpha đã dẫn đến nhiều thí nghiệm tương tự. Một thí nghiệm điển hình là bắn phá nguyên tố nào đó với hạt phóng xạ và xác định xem nguyên tố và hạt nào được tạo ra. Thường chỉ sau khi hàng ngàn phản ứng như vậy xảy ra, sản phẩm mới đủ để phân tích bằng phương pháp hóa học thông thường. Điều này đưa đến hóa học phóng xạ, trong đó các nguyên tố được nhận diện nhờ tính chất phóng xạ. Nhóm của Hahn và Meitner là một trong những người thực hành có kinh nghiệm nhất về hóa phóng xạ, và đã khám phá ra nguyên tố Protacti vào năm 1917.

Khám phá ra neutron của Chadwick vào năm 1932 đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu một vũ khí mới để làm việc. Tại Rome, Enrico Fermi và đồng nghiệp đã quan tâm đặc biệt đến việc bắn phá hạt nhân bằng neutron. Trong hầu hết các thí ngiệm, nguyên tử số của sản phẩm không khác nhiều lắm so với hạt nhân ban đầu, nhưng đối với uranium, vấn đề lại khác.

Tại Berlin, Hahn và Meitner được hỗ trợ bởi Fritz Strassman(1902-1980) và cả ba thực hiện những thí nghiệm tương tự với thí nghiệm của Fermi. Lúc đầu họ đồng ý với Fermi là các nguyên tố siêu uran (nguyên tố có nguyên tử số lớn hơn 92, không có trong tự nhiên) đã được tạo thành. Tuy nhiên, vào năm 1938 họ bắt đầu thực hiện phân tích hóa học một cách cực kỳ chính xác các sản phẩm tạo thành khi bắn phá uran bằng neutron. Đúng vào thời gian này, phát xít Đức xâm chiếm nước Áo, và Meiner, một người Áo gốc Do thái, chạy sang Hà Lan rồi tới Thuỵ Điển, nhưng vẫn giữ liên lạc với công việc được tiếp tục bởi Hahn và Strassman.

Hahn kết luận trong một bức thư gởi cho Meitner rằng sản phẩm phân rã nhẹ hơn uran rât nhiều, và bao gồm bari, có nguyên tử số 56. Hahn viêt rằng là một nhà hóa học , ông chắc chắn đó là bari, nhưng là một nhà “hóa học hạt nhân” ông không thể tin được điều đó. Meitner mời người cháu của bà là Ottro Frisch, một nhà vật lý tại viện của Bohr ở Copenhagen, đến thăm bà tại thị trấn Kungaln trên bờ biển phía tây Thuy Điển. Dùng mẫu giọt hạt nhân của Bohr, Meitner và Hahn đã có thể giải thích được thí nghiệm của Hahn như là sự phân chia hạt nhân thành hai mảnh nhỏ hơn. Meitner tính toán rằng độ hụt khối sẽ cung cấp đủ năng lượng cho một phản ứng như vậy, và Frish tính toán rằng “sức căng bề mặt” của hạt nhân uran thật sự rất nhỏ. Khi họ viêt bài báo, họ gọi quá trình phá vỡ này là “phân hạch” dựa theo quá trình phân chia tế bào trong sinh vật (Hình P.1402).

Khi quay về Copenhagen, Frish kể cho Bohr về công trình của anh ta và Meitner. Ngay sau đó, Bohr công bố kết quả này một cách không chính thức tại một cuộc họp ở Mỹ, trước khi bài báo của Frisch và Meitner được xuất bản. Mối quan tâm đến sự phân hạch lớn đến nỗi hơn 100 bài báo được xuất bản trong vòng một năm sau cuộc noí chuyện của Bohr. Năng lượng lớn giải phóng khi phân hạch thật là đáng kể nên chắc chắn sự phân hạch là nguồn năng lượng lớn. Cuối cùng điều này đã dẫn đến dự án Manhattan ở Mỹ, nhằm mục đích chế tạo bom phân hạch trong đó một phần được chỉ đạo bởi Fermi.

Otto Hahn đã đựơc nhận giải thưởng Nobel về hoá học năm 1944 nhờ thí nghiệm khám phá ra sự phân hạch. Lise Meitner và Otto Frisch được thừa nhận là những người đã giải thích được quá trình phân hạch.

(Theo Vật Lí và thế giới quanh ta)

Về trang chính