Lise Meitner bị gạt tên khỏi bài báo khoa học giúp đồng nghiệp của bà đoạt giải Nobel. Ảnh: Yahoo
Phản ứng phân hạch - quá trình vật lý trong đó những nguyên tử rất lớn như uranium phân chia thành các cặp nguyên tử nhỏ hơn - khiến bom hạt nhân và nhà máy điện hạt nhân trở nên khả thi. Nhưng trong nhiều năm, giới vật lý cho rằng việc nguyên tử lớn như uranium với khối lượng nguyên tử 235 hoặc 238 phân chia thành hai là bất khả thi về mặt năng lượng, theo Conversation.
Nhưng tất cả thay đổi vào ngày 11/2/1939 với lá thư gửi tới biên tập viên của tạp chí Nature, một tạp chí khoa học quốc tế hàng đầu, mô tả chính xác quá trình đó xảy ra như thế nào và đặt tên cho nó là phản ứng phân hạch. Trong lá thư đó, nhà vật lý Lise Meitner với sự hỗ trợ của cháu trai Otto Frisch cung cấp giải thích vật lý về cách phản ứng phân hạch có thể xảy ra. Đó là bước tiến khổng lồ hướng tới vật lý hạt nhân, nhưng ngày nay, Lise Meitner vẫn là cái tên mờ nhạt và gần như bị lãng quên. Bà không được vinh danh do bản thân là một người phụ nữ Do Thái.
Điều gì xảy ra khi phân chia nguyên tử
Meitner dựa vào "mô hình giọt chất lỏng" của cấu trúc hạt nhân, mô hình so sánh lực giữa các hạt nhân nguyên tử với nhau với sức căng bề mặt cung cấp kết cấu cho giọt nước. Bà nhấn mạnh sức căng bề mặt của một hạt nhân nguyên tử yếu đi khi điện tích của hạt nhân tăng lên, và thậm chí có thể tiến gần tới sức căng bằng 0 nếu điện tích hạt nhân rất cao, như trường hợp của uranium. Tình trạng không đủ sức căng bề mặt sẽ tạo điều kiện cho hạt nhân phân chia thành hai mẩu khi va chạm với hạt hạ nguyên tử neutron, mỗi mẩu mang động lượng rất cao.
Meitner tiếp tục giải thích những đồng nghiệp của bà đã hiểu sai vấn đề như thế nào. Khi các nhà khoa học bắn phá uranium bằng neutron, họ cho rằng thay vì phân chia, hạt nhân uranium giữ lại một số neutron. Số neutron bị giữ lại này sau đó biến đổi thành proton tích điện dương, qua đó chuyển uranium thành nguyên tố lớn hơn trong bảng tuần hoàn, gọi là nguyên tố siêu uranium.
Một số người nghi ngờ liệu quá trình bắn phá neutron có thể tạo ra nguyên tố siêu uranium, bao gồm Irene Joliot-Curie, con gái của Marie Curie và Meitner. Joliot-Curie nhận thấy một trong những nguyên tố siêu uranium mới thực chất hoạt động hóa học giống radium, nguyên tố mà mẹ bà từng phát hiện. Joliot-Curie cho rằng có thể radium (khối lượng nguyên tử 226, nhỏ hơn uranium) đến từ uranium bị bắn phá bằng neutron.
Meitner đưa ra cách giải thích khác. Bà cho rằng thay vì radium, kết quả thu được có thể là barium, nguyên tố hóa học rất giống radium. Vấn đề radium hay barium rất quan trọng đối với Meitner bởi barium (khối lượng nguyên tử 139) có thể là sản phẩm phân hạch theo giả thuyết về phân chia uranium của bà, nhưng radium thì không bởi nó quá lớn.
Meitner thúc giục đồng nghiệp của bà là nhà hóa học Otto Hahn lọc kỹ hơn mẫu vật bắn phá uranium và đánh giá thực chất chúng chứa radium hay họ hàng hóa học của nó là barium. Hahn xác nhận giả thuyết của Meitner đã đúng: nguyên tố trong mẫu vật là barium, không phải radium. Phát hiện của Hahn chỉ ra hạt nhân uranium phân chia thành hai nguyên tố khác nhau với hạt nhân nhỏ hơn, đúng như Meitner nghi ngờ.
Bị phớt lờ vì là phụ nữ Do Thái
Đáng lẽ Meitner có thể trở thành người hùng của thời đại nhưng điều đó không xảy ra. Meitner đối mặt với hai khó khăn. Bà là người Do Thái sống lưu vong ở Thụy Điển và là phụ nữ. Bà có thể vượt qua một trong những trở ngại này để gặt hái thành công khoa học, nhưng không phải cả hai.
Meitner làm việc như một học giả ngang hàng với Hahn khi ở Viện Kaiser Wilhelm tại Berlin. Họ là đồng nghiệp và bạn bè thân thiết suốt nhiều năm. Tuy nhiên, khi quân Đức Quốc xã tràn tới, Meitner buộc phải rời nước Đức. Bà nhận một công việc ở Stockholm và tiếp tục làm việc về các vấn đề hạt nhân với Hahn và cộng sự trẻ hơn là Fritz Strassmann thông qua thư từ thường xuyên. Dù không lý tưởng, quan hệ công việc này vẫn thu được nhiều thành tựu. Phát hiện barium là thành quả mới nhất từ sự cộng tác đó.
Nhưng khi công bố nghiên cứu, Hahn biết đưa tên một người phụ nữ Do Thái vào bài báo sẽ khiến ông mất việc ở Đức. Vì vậy ông công bố nghiên cứu mà không nhắc tới Meitner, gây hiểu lầm phát hiện dựa trên những hiểu biết thu được từ công việc tinh lọc hóa học của riêng ông và đóng góp của Meitner không quan trọng, bất chấp thực tế ông thậm chí không nghĩ tới việc tách barium từ mẫu vật nếu Meitner không hướng dẫn.
Hahn gặp khó khăn trong việc giải thích phát hiện. Trong bài báo, ông không thể đưa ra cơ chế hợp lý về quá trình nguyên tử uranium phân chia thành nguyên tử barium. Vài tuần sau, Meitner gửi lá thư nổi tiếng về phản ứng phân hạch cho biên tập viên Nature, giải thích cơ chế phía sau "phát hiện của Hahn".
Nhưng điều đó không giúp giải quyết tình huống của bà. Hội đồng Nobel chỉ trao giải Nobel Hóa học năm 1944 cho Hahn nhờ "phát hiện quá trình phân hạch hạt nhân nặng". Từ "phân hạch" còn chưa bao giờ xuất hiện trong bài báo ban đầu của Hahn bởi Meitner là người đầu tiên nêu ra thuật ngữ đó trong bức thư.
Một cuộc tranh cãi nổ ra về phát hiện phản ứng phân hạch hạt nhân sau đó, những người chỉ trích cho rằng đây là một trong những ví dụ tồi tệ nhất về sự phân biệt chủng tộc và giới tính của hội đồng Nobel. Khác với nhà vật lý hạt nhân Marie Curie, đóng góp của Meitner chưa bao giờ được hội đồng Nobel ghi nhận.
Sau chiến tranh, Meitner ở lại Stockholm và trở thành công dân Thụy Điện. Về cuối đời, bà quyết định cho qua mọi chuyện. Bà liên lạc lại với Hahn và nối lại tình bạn. Năm 1966, Bộ Năng lượng Mỹ đồng trao giải Enrico Fermi danh giá cho bà Hahn và Strassmann về "nghiên cứu tiên phong trong hoạt động phóng xạ tự nhiên và nghiên cứu thí nghiệm dẫn tới phát hiện quá trình phân hạch". Meitner và Hahn qua đời chỉ cách nhau vài tháng vào năm 1968 ở tuổi 89.
An Khang (Theo Conversation)
