Chương 7 Bảng tuần hoàn mở rộng, Chiến tranh Lạnh leo thang

Năm 1950, một thông báo kỳ lạ xuất hiện trên mục lá cải “Chuyện nhà nhà” của tờ The New Yorker *:

Các nguyên tố mới hiện đang xuất hiện với tần suất đáng kinh ngạc (nếu không muốn nói là đáng báo động). Các nhà khoa học của Đại học California tại Berkeley đã phát hiện ra các nguyên tố 97, 98 và lần lượt đặt tên cho chúng là “berkeli” và “californi”... Những cái tên này cho thấy họ không phải là những người giỏi quảng bá bản thân... Các nhà khoa học bận rộn của California chắc chắn sẽ sớm tìm ra một hoặc hai nguyên tố khác, và trường đại học này... đã bỏ lỡ cơ hội lưu danh mãi mãi trong bảng tuần hoàn bằng một chuỗi các nguyên tố có tên: universiti (97), ofi (98), californi (99), berkeli (100).

Các nhà khoa học tại Berkeley do Glenn Seaborg và Albert Ghiorso đứng đầu đáp lại một cách “rất tỉnh và đẹp trai” rằng đây là một sự đề phòng sáng suốt, nhằm tránh “viễn cảnh đáng sợ rằng sau khi đặt tên nguyên tố 97 và 98 là ‘universiti’ và ‘ofi’ thì một gã New York nào đó sẽ tìm ra và đặt tên cho nguyên tố 99 và 100 là ‘newi’ và ‘yorki’ mất”.

Tờ The New Yorker trả lời: “chúng tôi đang nghiên cứu để tìm kiếm ‘newi’ và ‘yorki’ rồi. Tên là sẵn rồi đó”.

Đây là một lời đối đáp thú vị vào thời điểm mà trở thành một nhà khoa học tại Berkeley cũng thú vị không kém. Họ đã tạo ra những nguyên tố nhân tạo đầu tiên trong Hệ Mặt Trời kể từ khi vạn vật hình thành từ vụ nổ siêu tân tinh hàng tỷ năm về trước. Vụ nổ siêu tân tinh đó thậm chí cũng khó lòng sánh kịp những công trình này, vì họ đã tự tạo ra nhiều nguyên tố mới ngoài 92 nguyên tố có sẵn trong tự nhiên. Không ai (nhất là những nhà khoa học này) ngờ được rằng tạo ra và đặt tên cho các nguyên tố hóa học lại sớm trở nên cay đắng đến thế. Đây quả thực là sân khấu mới cho Chiến tranh Lạnh.

Glenn Seaborg được cho là người có mục giới thiệu dài nhất từ trước đến nay trong bộ Who’s Who . Ông là hiệu trưởng xuất sắc tại Berkeley, nhà hóa học đoạt giải Nobel, đồng sáng lập của giải đấu thể thao Pac-10, cố vấn cho các Tổng thống Kennedy, Johnson, Nixon, Carter, Reagan và Bush cha về năng lượng nguyên tử và cuộc chạy đua vũ trang hạt nhân, trưởng nhóm trong Dự án Manhattan..., nhưng phát minh khoa học lớn đầu tiên của ông (thứ đã đem đến cho ông những danh hiệu đó) lại xuất phát từ may mắn.

Năm 1940, Edwin McMillan (đồng nghiệp và bạn của Seaborg) đã giành một giải thưởng lâu đời nhờ tạo ra nguyên tố siêu urani đầu tiên: neptuni (ông đặt theo tên Sao Hải Vương, hành tinh được phát hiện ngay sau Sao Thiên Vương – nguồn gốc cái tên của urani). Khát khao nghiên cứu xa hơn, McMillan nhận ra nguyên tố 93 (neptuni) không bền và có thể phân rã thành nguyên tố 94 bằng cách “nhả” ra một electron. Ông sốt sắng tìm kiếm bằng chứng về nguyên tố 94 và luôn cập nhật cho Seaborg (một anh chàng 28 tuổi gầy gò sinh ra tại Michigan và lớn lên ở một cộng đồng người nhập cư nói tiếng Thụy Điển) về tiến độ công việc của mình. Họ thậm chí còn thảo luận về các kỹ thuật ngay trong khu tám tráng của phòng tập thể hình.

Nhưng năm 1940 có nhiều việc hệ trọng hơn là các nguyên tố mới. Khi chính phủ Mỹ công khai tham chiến chống lại phe Trục trong Thế Chiến II, họ bắt đầu tuyển dụng những nhà khoa học xuất sắc (trong đó có McMillan) cho các dự án quân sự như radar. Không đủ nổi bật để được chọn, Seaborg một mình ở lại Berkeley với các thiết bị và kế hoạch thực hiện chi tiết của McMillan. Vì sợ rằng đây là cơ hội chỉ đến một lần, Seaborg và một đồng nghiệp vội làm thí nghiệm với một mẫu neptuni cực nhỏ. Sau khi neptuni phân rã, họ tiếp tục hòa tan hết lượng neptuni còn lại để loại bỏ chúng và thu được một lượng nhỏ của chất sản phẩm. Họ đã chứng minh rằng các nguyên tử của chất sản phẩm phải thuộc về nguyên tố thứ 94 khi dùng một hóa chất mạnh để tách đi từng electron hóa trị của nó, cho đến khi nó đạt số oxy hóa +7 – cao hơn bất kỳ nguyên tố nào từng được biết đến. Nguyên tố thứ 94 đặc biệt ngay từ những giây phút đầu tiên. Lấy cảm hứng từ hành tinh xa nhất của Hệ Mặt Trời – cùng với niềm tin đây là nguyên tố nhân tạo cuối cùng – các nhà khoa học gọi nó là plutoni.

Đột nhiên trở thành một ngôi sao, Seaborg nhận được lệnh triệu tập đến Chicago và làm việc cho một nhánh của Dự án Manhattan vào năm 1942. Ông mang theo các sinh viên và kỹ thuật viên phụ tá đắc lực là Al Ghiorso. Ghiorso có tính cách ngược với Seaborg. Trong các bức ảnh, Seaborg luôn xuất hiện với bộ vest (ngay cả trong phòng thí nghiệm), còn Ghiorso có vẻ khó chịu ra mặt khi phải ăn mặc nghiêm chỉnh. Ông thoải mái hơn trong chiếc áo khoác len mỏng và áo sơ mi mở nút trên cùng. Ghiorso đeo kính dày, gọng đen và có mái tóc vuốt keo bóng mượt, mũi và cằm nhọn (hơi giống Nixon). Và cũng không giống Seaborg, Ghiorso khá ghét chính quyền (ông hẳn sẽ ghét việc bị so sánh với Nixon). Vì tính cách trẻ con, không muốn học cao học nên Ghiorso chỉ có bằng cử nhân. Ông theo Seaborg đến Chicago vì đã chán ngấy việc lắp ráp máy dò phóng xạ tại Berkeley. Nhưng việc đầu tiên mà Seaborg giao cho ông khi tới Chicago lại là... lắp ráp các máy dò.

Tuy nhiên hai người lại rất ăn ý. Trở về Berkeley sau chiến tranh (cả hai đều ngưỡng mộ ngôi trường này), họ bắt đầu sản xuất các nguyên tố nặng “với tần suất đáng kinh ngạc (nếu không muốn nói là đáng báo động)” giống như tờ The New Yorker đã viết. Nhiều cây bút khác đã so sánh các nhà hóa học tìm ra các nguyên tố mới từng khiến giới yêu khoa học thế kỷ 19 phải trầm trồ là những “thợ săn thú lớn”. Nếu sự ví von có phần cường điệu đó là đúng, thì những “thợ săn nguyên tố lớn” kiệt xuất nhất – Ernest Hemingway và Theodore Roosevelt của bảng tuần hoàn 1 – chính là Ghiorso và Seaborg. Họ phát hiện ra nhiều nguyên tố hơn bất kỳ ai trong lịch sử và mở rộng bảng tuần hoàn thêm gần 1/6.

1 . Săn thú lớn (Big game hunting) là hoạt động săn những con thú lớn để lấy thịt và những sản phẩm có giá trị thương mại khác như sừng, lông, da, xương... Ernest Hemingway và Theodore Roosevelt là hai trong số những thợ săn thú lớn xuất sắc nhất. (BTV)

Quá trình này bắt đầu vào năm 1946 khi Seaborg, Ghiorso và các nhà khoa học khác bắn phá plutoni (nguyên tố thứ 94) không bền bằng phóng xạ. Thay vì chùm neutron, lần này họ đã dùng hạt alpha (gồm hai proton và hai neutron). Là hạt tích điện bị các hạt mang điện trái dấu hút đi (giống như con thỏ sẽ chạy theo củ cà rốt ngay trước mắt nó vậy), hạt alpha gia tốc dễ dàng hơn neutron không mang điện. Thêm vào đó, khi hạt alpha bị hạt nhân plutoni hấp thụ, nhóm Berkeley đã có hai nguyên tố mới cùng lúc: nguyên tố thứ 96 và nguyên tố thứ 95 (do nguyên tố thứ 96 phân rã mà thành sau khi giải phóng ra một proton).

Là những người phát hiện đầu tiên, nhóm Seaborg-Ghiorso đã giành được quyền đặt tên cho chúng (truyền thống bất thành văn này nhanh chóng gây ra những lộn xộn về sau). Họ chọn “americi” theo tên nước Mỹ và “curi” theo tên Marie Curie. Khác hẳn sự cứng nhắc thường thấy, Seaborg không công bố các nguyên tố mới trên tạp chí khoa học mà trên chương trình radio Quiz Kids cho trẻ em. Seaborg nhận được câu hỏi từ một đứa nhóc ranh mãnh rằng ông có phát hiện thêm nguyên tố mới nào gần đây không. Seaborg đáp rằng thực ra là có và ông khuyến khích những đứa trẻ đang nghe chương trình này nói với giáo viên là hãy vứt bảng tuần hoàn cũ đi. Seaborg nhớ lại trong tự truyện: “Theo những lá thư mà sau này tôi nhận được từ các học sinh thì giáo viên của chúng cũng khá là phân vân.”

Tiếp tục dùng hạt alpha để bắn phá, nhóm Berkeley đã phát hiện ra berkeli và californi vào năm 1949 (như đã nói ở đầu chương này). Tự hào về những cái tên và hy vọng chúng được công nhận, họ gọi cho văn phòng thị trưởng Berkeley. Các viên chức vừa nghe vừa ngáp, cả thị trưởng lẫn nhân viên của ông ta đều không hiểu được sự vĩ đại của bảng tuần hoàn. Sự dửng dưng của thành phố khiến Ghiorso thất vọng. Trước thái độ lạnh nhạt của thị trưởng, ông ủng hộ việc đặt tên nguyên tố thứ 97 là berkeli với ký hiệu hóa học là Bm 1 , do nó là một thứ “bốc mùi”. Ông hẳn rất thích thú khi nghĩ tới cảnh tượng mọi thiếu niên khắp nước Mỹ thấy Berkeley xuất hiện trên bảng tuần hoàn với ký hiệu “Bm” và bật cười. (Thật không may, ý tưởng này bị gạt bỏ và ký hiệu hóa học của berkeli trở thành Bk.)

1 . “Bm” (Bowel movement), ngầm chỉ trung tiện và đại tiện. (BTV)

Không nản lòng trước phản ứng dửng dưng của thị trưởng, Đại học California không ngừng lấp đầy các ô còn trống và tạo thêm niềm vui công việc cho các nhà in bảng tuần hoàn (vốn luôn phải làm bảng mới để thay thế những phiên bản đã lỗi thời). Nhóm Berkeley phát hiện ra nguyên tố thứ 99 (einsteini) và 100 (fermi) trong san hô nhiễm phóng xạ sau vụ thử bom hydro ở Thái Bình Dương năm 1952. Nhưng đỉnh cao của họ là tạo ra nguyên tố thứ 101.

Do các nguyên tố có lượng proton càng lớn thì càng kém bền nên việc tạo ra các mẫu đủ lớn để bắn phá bằng hạt alpha đã gặp nhiều khó khăn. Nếu muốn thu được nguyên tố thứ 101, cần bắn phá plutoni trong ba năm liên tục mới có đủ einsteini (nguyên tố thứ 99) để làm nguyên liệu cho hạt alpha bắn phá. Và đó mới chỉ là quân domino đầu tiên. Trong mỗi nỗ lực tạo ra nguyên tố thứ 101, các nhà khoa học đã thoa những lớp einsteini cực mỏng lên lá vàng và bắn phá bằng hạt alpha. Sau khi bắn phá, lá vàng nhiễm xạ cần được hòa tan để tránh phóng xạ tàn dư gây nhiễu cho quá trình tìm nguyên tố mới. Với những nguyên tố mới trước nguyên tố thứ 101, họ sẽ đổ mẫu thí nghiệm vào các ống nghiệm để xem nó phản ứng với chất nào (tìm ra tính chất hóa học tương tự với các nguyên tố đã biết trên bảng tuần hoàn). Nhưng cách này không áp dụng được với nguyên tố thứ 101 vì không có đủ lượng mẫu. Do đó, nhóm phải xác định nó “từ cõi chết”: xem xét những gì còn lại sau khi mỗi nguyên tử phân rã, giống như phục hồi nguyên trạng một chiếc xe đã phát nổ từ những mảnh vỡ vậy.

Việc đó là có thể, mỗi tội việc bắn phá bằng hạt alpha chỉ thực hiện được tại một phòng thí nghiệm, còn việc phát hiện lại chỉ thực hiện được tại phòng thí nghiệm khác cách xa hàng kilomet. Vì vậy, với mỗi lần chạy thử, tranh thủ lúc lá vàng đang tan, Ghiorso lập tức lái chiếc Volkswagen để chuyển mẫu đến tòa nhà kia. Nhóm nghiên cứu làm điều này vào giữa đêm, vì nếu bị kẹt xe, mẫu có thể phân rã ngay trong lòng Ghiorso và tất cả sẽ xôi hỏng bỏng không. Khi đến nơi, Ghiorso phóng lên cầu thang và mẫu được làm sạch nhanh trước khi đưa vào máy dò thế hệ mới nhất do chính ông lắp ráp. Giờ Ghiorso hết sức tự hào vì chúng, bởi đây là thiết bị chủ chốt trong phòng thí nghiệm nguyên tố nặng tinh vi nhất thế giới.

Nhóm nghiên cứu làm việc không ngừng, và nỗ lực của họ đã được đền đáp vào một đêm tháng 2 năm 1955. Ghiorso nối máy dò phóng xạ vào thiết bị báo cháy của tòa nhà, và cuối cùng chuông đã reo lên khi nó phát hiện ra một nguyên tử của nguyên tố thứ 101 vừa phân rã. Đêm đó, họ đã chứng kiến điều này xảy ra tổng cộng 17 lần. Mỗi lần chuông reo là một lần cả nhóm sung sướng reo hò. Họ đã nhậu một chầu tới bến để ăn mừng và chỉ về nhà lúc rạng sáng, khi tất cả đều đã say khướt. Nhưng Ghiorso đã quên không ngắt máy dò, khiến người trong tòa nhà bị một phen hoảng loạn khi một nguyên tử đến chậm của nguyên tố thứ 101 kích hoạt chuông báo cháy lần cuối vào sáng hôm sau.*

Vì thành phố quê hương, tiểu bang và đất nước họ đều đã được tôn vinh, nên nhóm Berkeley đề xuất gọi nguyên tố thứ 101 là “mendelevi” để vinh danh Dmitri Mendeleev. Về khoa học, đây là một việc không có gì phải suy nghĩ. Còn về ngoại giao, tôn vinh một nhà khoa học Nga giữa Chiến tranh Lạnh là việc táo bạo mà không nhiều người sẵn sàng làm (ít nhất là ở Mỹ, còn Tổng bí thư Khrushchev của Liên Xô nghe nói là rất thích điều này). Nhưng Seaborg, Ghiorso và những người khác muốn chứng minh rằng khoa học vượt lên trên những xung đột chính trị. Quyền lựa chọn là của họ và còn thời điểm nào ý nghĩa hơn lúc này chứ? Seaborg sớm đầu quân cho Tổng thống Kennedy và phòng thí nghiệm Berkeley tiếp tục phát triển ổn định dưới sự dẫn dắt của Al Ghiorso. Nó trở thành phòng thí nghiệm hạt nhân đứng đầu thế giới, những cơ sở khác chỉ còn một nhiệm vụ là kiểm tra các kết quả từ Berkeley. Có một lần duy nhất, một nhóm đến từ Thụy Điển tuyên bố tìm ra nguyên tố thứ 102 và cho rằng mình đã đánh bại Berkeley. Tuy nhiên, Berkeley nhanh chóng phủ nhận điều này và tiếp tục lưu danh sử sách bằng nguyên tố thứ 102: nobeli (theo tên Alfred Nobel – người phát minh ra thuốc nổ Dynamite và sáng lập giải Nobel), cùng nguyên tố thứ 103: lawrenci (theo tên Ernest Lawrence – người sáng lập và lãnh đạo phòng thí nghiệm Berkeley) vào đầu những năm 1960.

Rồi một sự kiện ngang tầm Sputnik được phóng lên quỹ đạo đã xảy ra vào năm 1964.

Một bộ phận người Nga có một truyền thuyết khai thiên lập địa như sau: ngày xửa ngày xưa, Chúa trời dạo bước trên Trái Đất, trong tay mang theo tất cả khoáng vật để đảm bảo chúng được phân phối đều. Kế hoạch này hiệu quả trong một khoảng thời gian. Tantan ở một vùng, urani ở một nơi khác... Nhưng khi Chúa đến Siberi, khí hậu lạnh giá khiến tay Ngài tê cứng và đánh rơi toàn bộ số kim loại còn lại. Tay quá cóng và không thể nhặt lên, Ngài bực bội bỏ đi. Truyền thuyết này giải thích cho các kho khoáng sản khổng lồ như người Nga khoe.

Tuy khoáng sản trù phú nhưng chỉ có hai nguyên tố trên bảng tuần hoàn được phát hiện ở Nga: ruteni và samari. Số lượng đó quá nhỏ bé trước hàng tá nguyên tố được phát hiện ở Thụy Điển, Đức và Pháp. Ngoài Mendeleev, danh sách các nhà khoa học Nga vĩ đại cũng không kém phần ít ỏi (ít nhất là so với châu Âu). Vì nhiều lý do như chế độ Sa Hoàng chuyên chế, nền kinh tế nông nghiệp, số lượng trường học nghèo nàn, thời tiết khắc nghiệt… nên nước Nga không dung dưỡng đủ số lượng tài năng khoa học theo đúng khả năng của họ. Họ còn không thể hoàn thiện được các công nghệ cơ bản (chẳng hạn như bộ lịch). Tới đầu thế kỷ 20, Nga vẫn dùng bộ lịch sai lệch do các nhà chiêm tinh của Julius Caesar phát minh, khiến họ chậm hơn dương lịch của châu Âu gần hai tuần. Sự chậm trễ này giải thích tại sao Cách mạng tháng Mười đưa Vladimir Lenin và những người Bolshevik lên nắm quyền năm 1917 thực ra lại là tháng 11 theo dương lịch.

Cuộc cách mạng thành công một phần vì Lenin hứa đưa nước Nga thoát khỏi lạc hậu và Bộ Chính trị Liên Xô khẳng định các nhà khoa học sẽ có vị trí xứng đáng với những nỗ lực của họ. Những lời hứa này phần nào là đúng vì các nhà khoa học dưới thời của Lenin ít bị chính quyền can thiệp vào công việc. Một số nhà khoa học tầm cỡ thế giới đã xuất hiện và được nhà nước hỗ trợ. Hơn nữa, tiền hóa ra cũng là một động lực mạnh mẽ. Nhận thấy các đồng nghiệp Liên Xô được tài trợ tốt như thế nào, giới khoa học bên ngoài Liên Xô đã hy vọng và tin rằng cuối cùng một chính phủ hùng mạnh cũng nhận ra tầm quan trọng của những nhà khoa học. Ngay cả ở Mỹ, khi chủ nghĩa McCarthy phát triển mạnh vào đầu những năm 1950, các nhà khoa học vẫn đề cao khối Xô Viết vì sự hỗ trợ vật chất cho tiến bộ khoa học.

Trong thực tế, một số nhóm như Hội John Birch cực hữu (ra đời năm 1958) đã cho rằng người Liên Xô và khoa học của mình đã tỏ ra hơi “quá” thông minh. Hội này tỏ ra phẫn nộ trước việc cho florua (ion F-) vào nước máy để ngừa sâu răng. Ngoài muối iốt, nước bổ sung flo là một trong những biện pháp y tế công cộng rẻ và hữu hiệu nhất từng được ban hành. Lần đầu tiên trong lịch sử, nó giúp hầu hết người uống giữ được hàm răng của mình cho tới cuối đời. Nhưng với những người trong Hội Birch, việc bổ sung flo và các lớp giáo dục giới tính là “âm mưu cộng sản bẩn thỉu” để kiểm soát tâm trí người Mỹ, rằng các nhân viên xử lý nước và giáo viên môn sức khỏe địa phương đã bị Điện Kremlin mua chuộc. Giới khoa học Mỹ đã tỏ ra kinh hoàng trước sự dọa dẫm chống phá khoa học của Hội Bitch, và so với đó, lối ủng hộ khoa học khoa trương của Liên Xô quả là một thứ “khoái lạc”.

Nhưng đó chỉ là vẻ bề ngoài. Từ năm 1929 trở đi, Joseph Stalin đã trở thành lãnh đạo tối cao của Liên Xô. Trong nhiều thập kỷ, chương trình nghiên cứu nông nghiệp của Liên Xô do “nhà khoa học chân đất” Trofim Lysenko điều hành. Lysenko phản đối ý tưởng rằng các sinh vật sống (gồm cả cây trồng) thừa hưởng các tính trạng và gen từ cha mẹ chúng. Ông cho rằng môi trường xã hội thích hợp mới là quan trọng (ngay cả đối với thực vật). Khi còn có thể, ông ta đã khiến ngành sinh học dựa trên gen trở nên “bất hợp pháp” và bắt bớ những kẻ bất phục. Theo một cách nào đó, học thuyết Lysenko thất bại trong việc tăng năng suất cây trồng và hàng triệu người buộc phải áp dụng học thuyết này đã chết đói. Một nhà di truyền học nổi tiếng người Anh mô tả Lysenko là người “mù tịt về các nguyên tắc cơ bản của di truyền học và sinh lý học thực vật… Nói chuyện với Lysenko giống như cố gắng giải thích phép vi phân cho một người còn không thuộc bảng cửu chương”.

Hơn nữa, Stalin chẳng hề hối hận về những việc mình làm. Ông đã đưa nhiều nhà khoa học đến một công trường niken ở Norilsk (Siberi), nơi nhiệt độ thường xuyên xuống tới −63°C. Mặc dù là mỏ niken, Norilsk lúc nào cũng có mùi lưu huỳnh từ khói diesel và các nhà khoa học ở đó đã chiết xuất một số nguyên tố đọc hại: bao gồm cả asen, chì và cadimi. Ô nhiễm đầy rẫy đã làm vẩn đục cả bầu trời, tuyết chuyển hồng hoặc xanh tùy vào loại kim loại nặng đang được khai thác. Khi tất cả kim loại này đều được khai thác thì tuyết chuyển sang màu đen (ngày nay thỉnh thoảng vẫn có). Cho đến ngày nay, chẳng cây cỏ nào có thể phát triển trong bán kính 50 km từ nhà máy luyện niken này.* Tương truyền, những người vô gia cư ở Norilsk thường làm bay hơi nước mưa và bán kim loại để đổi lấy tiền mặt. Liên Xô đã sử dụng gần như cả một thế hệ các nhà khoa học vào việc khai thác niken và các kim loại khác cho ngành công nghiệp.

Là một người theo chủ nghĩa thực dụng “tuyệt đối”, Stalin cũng không tin tưởng vào các lĩnh vực khoa học “ma mị” và trái với thường lý như cơ học lượng tử và Thuyết Tương đối. Đến năm 1949, ông đã cân nhắc việc “thanh lý” các nhà vật lý bằng cách bác bỏ những lý thuyết này, và chỉ dừng lại khi một viên cố vấn dũng cảm chỉ ra rằng điều này có đôi chút bất lợi cho chương trình vũ khí hạt nhân của Liên Xô. Thêm nữa, không giống như với các ngành khoa học khác, trong thâm tâm Stalin không hề muốn thanh trừng các nhà vật lý. Vì ngành này có nhiều nội dung cần thiết cho hoạt động nghiên cứu vũ khí (hoạt động ưa thích của ông) và vẫn mang tư tưởng bất khả tri đối với câu hỏi về bản chất con người, nên các nhà vật lý dưới thời Stalin đã thoát được sự lạm dụng tồi tệ nhắm vào các nhà sinh vật học, tâm lý học và kinh tế học. “Hãy cứ để [giới vật lý] được yên ổn.” Stalin lịch lãm mở đường. “Lúc nào xử lý họ chẳng được.”

Tuy nhiên, việc làm của Stalin với giới vật lý vẫn còn một chiều kích khác. Ông đề cao sự trung thành và đây chính là phẩm chất của nhà khoa học hạt nhân Georgy Flyorov, người đặt nền móng cho chương trình vũ khí hạt nhân của Liên Xô. Trong bức ảnh nổi tiếng nhất của ông, Flyorov trông như một chú hề: hói đầu, hơi thừa cân, lông mày rậm và một chiếc cà vạt sọc xấu xí.

Vẻ ngoài đó che giấu đi sự khôn ngoan. Năm 1942, Flyorov nhận thấy các tạp chí khoa học đã ngừng xuất bản về chủ đề phân hạch urani, bất chấp những tiến bộ to lớn của các nhà khoa học Đức và Mỹ về chủ đề này trong thời gian đó. Ông kết luận rằng các nghiên cứu về phản ứng phân hạch đã trở thành bí mật quốc gia – nghĩa là chỉ có một khả năng duy nhất. Trong một bức thư giống như bức thư nổi tiếng của Einstein gửi cho Franklin Roosevelt (chính lá thư đó đã khởi đầu Dự án Manhattan), Flyorov đã cảnh báo Stalin về những nghi ngờ của mình. Stalin đã tập hợp các nhà vật lý và bắt đầu dự án bom nguyên tử của Liên Xô. Nhưng ông đã bỏ qua Flyorov, đồng thời không bao giờ quên lòng trung thành của nhà khoa học này.

Nếu Flyorov giữ im lặng, hẳn mãi tới tháng 8 năm 1945 Stalin mới biết về bom hạt nhân. Trường hợp của Flyorov cũng gợi ra thêm một lời giải thích cho sự thiếu nhạy bén về khoa học: một thứ văn hóa nịnh bợ mà khoa học vốn ghét cay ghét đắng. (Một khoáng vật chứa samari – nguyên tố thứ 62 – đã đặt tên theo Vassili Samarsky- Bykhovets, một công chức khai mỏ bình thường và cũng là người vô danh nhất mà nguyên tố được lấy tên theo trên bảng tuần hoàn.)

Flyorov đã phải chứng kiến nhiều điều tồi tệ xảy ra với đồng nghiệp của mình, trong đó có 650 nhà khoa học làm việc tập trung cho Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia. Năm 1942 (khi mới 29 tuổi), với niềm đam mê khoa học và tài năng của mình, ông biết rằng chính trị là hy vọng tiến thân duy nhất. Và lá thư của ông đã tỏ ra hiệu quả. Năm 1957, giới chức Liên Xô đã giao cho Flyorov một phòng thí nghiệm riêng. Đó là cơ sở tại thành phố Dubna (cách Moscow 132 km), thoát khỏi sự can thiệp của nhà nước.

Ở Dubna, Flyorov đã sáng suốt tập trung vào nghiên cứu khoa học đặc thù với những chủ đề khó hiểu với người ngoại đạo và không gây khó chịu cho các nhà tư tưởng có suy nghĩ hẹp hòi. Đến thập niên 1960, nhờ phòng thí nghiệm Berkeley, việc tìm kiếm nguyên tố mới đã hoàn toàn lột xác. Trước đây, giới khoa học phải tự tay đào và xử lý quặng để xem trong đó có nguyên tố mới nào “tồn tại” hay không (chúng sẽ xuất hiện trên máy dò phóng xạ được nối với máy tính hoặc chuông báo cháy). Ngay cả việc bắn hạt alpha vào nguyên tố nặng để tạo ra nguyên tố mới cũng không còn thiết thực nữa, vì các nguyên tố nặng không tồn tại đủ lâu để làm bia bắn.

Thay vào đó, giới khoa học nghiên cứu sâu hơn và cố gắng hợp hạch các nguyên tố nhẹ hơn với nhau. Về lý thuyết, các dự án này chỉ đơn thuần là số học. Bạn có thể hợp hạch magie (12) với thori (90) hoặc vanadi (23) với vàng (79) để tạo ra nguyên tố thứ 102. Nhưng chỉ có vài phản ứng kiểu này thực sự hiệu quả, nên các nhà khoa học phải đầu tư rất nhiều thời gian tính toán để xác định cặp nguyên tố đáng để đầu tư tài chính và công sức. Flyorov cùng đồng nghiệp miệt mài nghiên cứu và sao chép các kỹ thuật của phòng thí nghiệm Berkeley. Nhờ vào phần lớn công sức của ông, tới cuối những năm 1950, Liên Xô không còn là một nước đi sau trong vật lý nữa. Tuy Seaborg, Ghiorso và Berkeley đã đánh bại người Nga với các nguyên tố thứ 101, 102 và 103, nhưng vào năm 1964 – bảy năm sau khi các vệ tinh Sputnik được phóng lên – nhóm Dubna tuyên bố họ là người đầu tiên tạo ra nguyên tố thứ 104.

Trong khi đó, quê nhà của hai nguyên tố berkeli và californi đang ngập trong sân hận. Nhóm Berkeley đã kiểm tra các kết quả của Liên Xô, và không ngạc nhiên khi họ bác bỏ chúng vì sơ sài. Berkeley cũng bắt đầu chế tạo nguyên tố thứ 104, và nhóm Ghiorso (với sự cố vấn của Seaborg) đã thành công năm 1969. Nhưng nhóm Dubna đã tìm ra nguyên tố 105 cũng vào thời điểm đó. Berkeley lần nữa cạnh tranh để bắt kịp và cho rằng người Nga đang đọc sai dữ liệu của chính họ – một sự xúc phạm ghê gớm. Năm 1974, hai nhóm này chế tạo thành công nguyên tố thứ 106 chỉ cách nhau vài tháng. Cuộc cạnh tranh nảy lửa này đã khiến mọi sự nỗ lực hòa hợp quốc tế do mendelevi mang lại tan biến.

Để củng cố tuyên bố của mình, hai nhóm bắt đầu đặt tên cho các nguyên tố “của mình”. Các danh sách tên đều rất tẻ nhạt, nhưng điều thú vị là nhóm Dubna đặt tên nguyên tố thứ 105 là “dubni” (tương tự trường hợp “berkeli”). Về phần mình, Berkeley gọi nguyên tố thứ 105 theo tên Otto Hahn. Và vì sự khăng khăng của Ghiorso, họ gọi nguyên tố thứ 106 theo tên Glenn Seaborg (lúc đó vẫn còn sống). Điều này không hẳn là “bất hợp pháp” nhưng bị coi là vụng về trong mắt người Mỹ. Những nguyên tố mang hai tên bắt đầu xuất hiện trên các tạp chí học thuật khắp thế giới, và các nhà in bảng tuần hoàn không biết làm sao với mớ hỗn độn này.

Chuyện này kéo dài đến tận những năm 1990. Và thật thú vị, một nhóm từ Tây Đức đã khiến mọi việc thêm rối rắm khi vượt mặt cả hai nhóm “đàn anh” từ Mỹ và Nga (vẫn đang mải mê cãi nhau) để công bố danh sách tên các nguyên tố của chính mình. Cuối cùng, Liên minh Quốc tế về Hóa học Thuần túy và Hóa học Ứng dụng (IUPAC) đã phải vào cuộc phân xử.

IUPAC cử chín nhà khoa học đến từng phòng thí nghiệm trong nhiều tuần để xem xét dữ liệu ban đầu của mỗi bên (bỏ qua những cáo buộc mà họ nhắm vào nhau). Chín nhà khoa học cùng nhóm họp tại một tòa án trong suốt nhiều tuần. Cuối cùng, họ tuyên bố các bên sẽ phải bắt tay nhau và chia sẻ công trạng cho từng nguyên tố. Không ai hài lòng với giải pháp “bổ đôi” đó: mỗi nguyên tố chỉ được có một tên và ô trống trên bảng tuần hoàn chính là giải thưởng không gì sánh nổi.

Năm 1995, chín nhà khoa học khôn ngoan của IUPAC đã ngập ngừng công bố tên chính thức cho các nguyên tố từ 104 đến 109. Sự thỏa hiệp làm hài lòng Dubna và Darmstadt (trụ sở nghiên cứu của nhóm đến từ Tây Đức), nhưng nhóm Berkeley tức điên lên khi thấy “seaborgi” bị xóa khỏi danh sách. Họ mở một cuộc họp báo để đưa ra tuyên bố của mình với đại ý là: “Mặc xác các người, chúng tôi cứ dùng nó ở Mỹ đó”. Một cơ quan hóa học quyền lực của Mỹ (nơi xuất bản các tạp chí uy tín mà các nhà hóa học khắp thế giới rất thích gửi bài) ủng hộ nhóm Berkeley. Điều này đã khiến tình thế xoay chuyển và chín nhà khoa học của IUPAC đã nhượng bộ. Danh sách cuối cùng (bất kể các bên có thích hay không) đưa ra năm 1996 được dùng chính thức tới ngày nay: rutherfordi (104), dubni (105), seaborgi (106), bohri (107), hassi (108) và meitneri (109). Sau chiến thắng, nhóm Berkeley (mà tờ The New Yorker từng coi là “không giỏi quảng bá bản thân”) đã bố trí Seaborg già nua đứng cạnh bảng tuần hoàn khổng lồ để chụp ảnh với một ngón tay xương xẩu chỉ vào nguyên tố seaborgi. Trên khuôn mặt ông không còn tàn lưu dấu vết gì của cuộc tranh chấp kéo dài hơn cả Chiến tranh Lạnh bắt đầu 32 năm trước đó, mà chỉ còn một nụ cười viên mãn. Seaborg qua đời ba năm sau đó.

Sau nhiều thập kỷ tranh chấp với các nhà khoa học Liên Xô và Tây Đức, Glenn Seaborg tuy đã yếu hài lòng chỉ về nguyên tố thứ 106 mang tên mình: seaborgi. Vào thời điểm đó, đây là nguyên tố duy nhất được đặt theo tên một người còn sống. (Nguồn: Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, Mỹ)

Câu chuyện nào có thể kết thúc ở đây một cách gọn gàng như thế. Đến thập niên 1990, Phòng thí nghiệm Berkeley đã chững lại nên bị các đồng nghiệp Nga – và đặc biệt là Đức – bỏ lại phía sau. Nhanh tới mức đáng kinh ngạc (chỉ từ năm 1994 đến năm 1996), người Đức đã tìm ra nguyên tố thứ 110: darmstadti (Ds, theo tên nơi đặt trụ sở của nhóm nghiên cứu); nguyên tố thứ 111: roentgeni (Rg, theo tên nhà khoa học vĩ đại người Đức Wilhelm Röntgen). Và nguyên tố mới nhất 1 được đưa vào bảng tuần hoàn vào tháng 6 năm 2009 cũng là tác phẩm của họ. Đó là nguyên tố thứ 112: copernici (Cn).* Thành công của Đức đã giải thích tại sao nhóm Berkeley lại kiên quyết bảo vệ quan điểm của mình chỉ để có được chút hào quang từ quá khứ: dường như họ đã liệu trước được tương lai không mấy “khá khẩm” của mình. Dù sao đi nữa, nhóm Berkeley vẫn không cam tâm bị lu mờ. Năm 1996, họ tung ra một đòn chí mạng với việc lôi kéo Victor Ninov – chàng trai trẻ người Bungari đã góp công tìm ra nguyên tố thứ 110 và 112 – từ tay người Đức để tái thiết lại Berkeley. Thậm chí Nino còn thuyết phục Al Ghiorso đừng nghỉ hưu vội (Ghiorso thường nói: “Ninov cũng ‘siêu’ như tôi hồi trẻ vậy.”) và tình hình ở Berkeley sớm lạc quan trở lại.

1 . “Mới nhất” ở đây là tính theo thời điểm cuốn sách này được viết: năm 2011. Nguyên tố thứ 112 được tạo ra lần đầu tiên vào năm 1996, nhưng tới tháng 6/2009 thì nó mới được xác định chắc chắn là sẽ có chỗ trên bảng tuần hoàn. Ngày 14/7/2009, nhóm nghiên cứu người Đức mới đề xuất cái tên “copernici” cho nó. Cái tên này được IUPAC công nhận chính thức vào ngày 19/2/2010, nhân kỉ niệm 537 năm ngày sinh Nicolaus Copernicus. (BTV)

Để đánh dấu sự trở lại hoành tráng, năm 1999, nhóm Ninov theo đuổi một thí nghiệm gây tranh cãi do một nhà vật lý lý thuyết người Ba Lan đề xuất: hợp hạch krypton (36) với chì (82) có khả năng tạo ra nguyên tố thứ 118. Nhiều người cho rằng tính toán này là nhảm nhí, nhưng Ninov – đang hừng hực quyết tâm chinh phục nước Mỹ như từng làm với Đức – đã thúc đẩy việc tiến hành thí nghiệm. Tạo ra nguyên tố mới vào lúc bấy giờ là một việc làm cực kỳ tốn kém và dài hơi nên không thể liều lĩnh đánh cược, nhưng thí nghiệm với krypton đã thành công một cách kỳ diệu. Các nhà khoa học đùa rằng “Victor chắc đã trực tiếp thỉnh cầu với Chúa”. Chưa hết, nguyên tố thứ 118 lập tức phân rã và phát ra một hạt alpha để trở thành nguyên tố thứ 116 – một điều cũng chưa từng xảy ra trước đó. Berkeley đã tạo ra hai nguyên tố mới cùng lúc chỉ với một thí nghiệm! Ở Berkeley, người ta truyền tai nhau rằng nhóm sẽ vinh danh Al Ghiorso bằng chính nguyên tố thứ 118: “ghiorsi”.

Ngoại trừ một việc. Khi người Nga và người Đức cố gắng lặp lại các thí nghiệm của Berkeley để kiểm chứng, họ không thể thấy nguyên tố 118 mà chỉ có krypton và chì. Kết quả này khiến nhóm Berkeley khó chịu nên một số thành viên của nhóm đã tự thử nghiệm lại. Nhưng sau nhiều tháng kiểm tra, họ vẫn chẳng tìm được gì. Không thể hiểu được chuyện này, ban lãnh đạo của Phòng thí nghiệm Berkeley đã vào cuộc. Sau khi lục tung các tệp dữ liệu gốc về nguyên tố thứ 118, tất cả mới ngã ngửa: chẳng có số liệu nào cả. Từ đầu vốn không hề có bằng chứng nào về nguyên tố 118, nó chỉ “bất thần nhảy ra” từ đống nhiễu loạn 1 và 0 ở vòng phân tích dữ liệu cuối. Không còn nghi ngờ gì nữa, Victor Ninov – người đã điều khiển các máy dò bức xạ cực kỳ quan trọng và phần mềm máy tính điều khiển chúng – đã làm giả số liệu. Đó là nguy cơ không thể lường trước của cách tiếp cận đặc thù này: khi các nguyên tố chỉ tồn tại trên máy tính, người nắm quyền điều khiển máy tính sẽ dễ dàng đánh lừa cả thế giới.

Bị mất mặt, Phòng thí nghiệm Berkeley đành rút lại tuyên bố về nguyên tố thứ 118. Ninov bị sa thải, còn Berkeley bị cắt giảm ngân sách đáng kể và suy yếu. Đến tận ngày nay, Ninov vẫn không thừa nhận rằng mình đã giả mạo dữ liệu, dù chính Trung tâm nghiên cứu ion nặng ở Darmstadt, Đức mà Ninov từng làm việc cũng rút lại một số (dù không phải là tất cả) các phát hiện của ông sau khi họ xem lại dữ liệu cũ. Các nhà khoa học Mỹ từ đó buộc phải tới Dubna để nghiên cứu các nguyên tố nặng. Và chính ở đó, một nhóm nghiên cứu quốc tế tuyên bố rằng họ đã tìm ra nguyên tố thứ 118 vào năm 2006. Sau khi bắn 10 tỷ tỷ nguyên tử canxi vào bia làm bằng (ặc!) californi, họ đã tạo ra được ba nguyên tử của nguyên tố 118. Tất nhiên quyền đặt tên cho nguyên tố 118 vẫn đang bị tranh chấp. Nhưng nếu cái tên được công nhận – và cũng chẳng có lý do gì để không công nhận – thì khám phá này sẽ xóa sạch mọi cơ hội xuất hiện trên bảng tuần hoàn của “ghiorsi”. Quyền đặt tên đang nằm trong tay người Nga vì nó được tìm thấy trong phòng thí nghiệm của họ. Và họ đang cân nhắc cái tên “flyori” 1 .

1 . Ngày 28/11/2016, IUPAC chính thức đặt tên nguyên tố 118 là Oganesson, ký hiệu hóa học Og. Cái tên này nhằm vinh danh nhà vật lý hạt nhân người Nga Yuri Oganessian. (BTV)