1. Thời niên thiếu và Giáo dục
Ben Roy Mottelson đã trải qua quá trình trưởng thành và giáo dục nghiêm tặt, đặt nền móng vững chắc cho sự nghiệp khoa học lẫy lừng của mình trong lĩnh vực vật lý hạt nhân.
1.1. Thời thơ ấu và Giáo dục
Ben Roy Mottelson sinh ra tại Chicago, Illinois, Hoa Kỳ vào ngày 9 tháng 7 năm 1926. Ông là con trai của bà Georgia (Blum)English và ông Goodman MottelsonEnglish, một kỹ sư. Gia đình ông có nguồn gốc Do Thái. Sau khi tốt nghiệp trường Lyons Township High School ở La Grange, Illinois, ông gia nhập Hải quân Hoa Kỳ và được cử đi đào tạo sĩ quan tại Đại học Purdue, nơi ông nhận bằng cử nhân vào năm 1947. Tiếp đó, ông lấy bằng Tiến sĩ về vật lý hạt nhân tại Đại học Harvard vào năm 1950. Người hướng dẫn luận án tiến sĩ của ông là Julian Schwinger, một nhà vật lý lý thuyết sau này đã đoạt giải Nobel năm 1965 cho công trình về điện động lực học lượng tử.
2. Sự nghiệp và Nghiên cứu
Sự nghiệp của Ben Roy Mottelson được đánh dấu bằng những hoạt động nghiên cứu tiên phong tại các tổ chức học thuật danh tiếng, đặc biệt là ở Copenhagen, nơi ông đã hợp tác chặt chẽ với Aage Bohr để tạo ra những khám phá nền tảng trong cấu trúc hạt nhân, dẫn đến việc ông được vinh danh bằng Giải Nobel. Ông cũng tích cực tham gia vào cộng đồng khoa học quốc tế, giữ nhiều vị trí quan trọng và đóng góp vào sự phát triển của vật lý lý thuyết.
2.1. Hoạt động Nghiên cứu tại Copenhagen
Sau khi hoàn thành chương trình tiến sĩ tại Đại học Harvard, Ben Roy Mottelson đã chuyển đến Viện Vật lý Lý thuyết (sau này là Viện Niels Bohr) tại Đại học Copenhagen, Đan Mạch nhờ học bổng Sheldon Traveling FellowshipEnglish. Ông quyết định ở lại Đan Mạch và tiếp tục sự nghiệp nghiên cứu tại đây. Năm 1953, ông được bổ nhiệm làm thành viên của Nhóm Nghiên cứu Lý thuyết của CERN, vốn đặt trụ sở tại Copenhagen vào thời điểm đó. Ông giữ vị trí này cho đến năm 1957, khi ông trở thành giáo sư tại Viện Vật lý Lý thuyết Bắc Âu (NorditaEnglish) mới được thành lập. Năm 1971, Mottelson chính thức nhập quốc tịch Đan Mạch, trở thành công dân Đan Mạch. Tại Copenhagen, ông đã bắt đầu hợp tác nghiên cứu quan trọng với Aage Bohr, tập trung vào cấu trúc hạt nhân nguyên tử.
2.2. Hoạt động tại các Tổ chức Học thuật Chính
Ngoài những đóng góp tại Copenhagen, Ben Roy Mottelson còn có nhiều hoạt động khoa học quốc tế đáng chú ý. Ông từng là giáo sư thỉnh giảng tại Đại học California, Berkeley vào mùa xuân năm 1959. Từ năm 1993 đến 1997, ông giữ chức giám đốc của ECT*English (Trung tâm Nghiên cứu Lý thuyết Châu Âu về Vật lý Hạt nhân và các Lĩnh vực Liên quan) tại Trento, Ý. Ông cũng là thành viên danh dự của nhiều viện hàn lâm và hội khoa học uy tín trên thế giới, bao gồm Hội Khoa học và Văn học Phần Lan, Hội Triết học Hoa Kỳ, Viện Hàn lâm Khoa học Bangladesh (với tư cách thành viên nước ngoài) và Viện Hàn lâm Khoa học và Văn học Na Uy.
2.3. Đóng góp Khoa học
Ben Roy Mottelson đã có những đóng góp then chốt trong vật lý hạt nhân, đặc biệt là trong việc phát triển các mô hình cấu trúc hạt nhân và làm rõ mối liên hệ giữa các chuyển động tập thể và chuyển động hạt nhân.
Vào những năm 1950-1951, James Rainwater và Aage Bohr đã phát triển các mô hình hạt nhân nguyên tử bắt đầu tính đến hành vi của từng nucleon riêng lẻ. Những mô hình này, vượt ra ngoài cách xử lý đơn giản của mô hình giọt chất lỏng coi hạt nhân không có cấu trúc bên trong, là những mô hình đầu tiên có thể giải thích một số tính chất hạt nhân, bao gồm sự phân bố điện tích phi cầu trong một số hạt nhân nhất định. Mottelson đã hợp tác với Aage Bohr để so sánh các mô hình lý thuyết này với dữ liệu thực nghiệm. Trong giai đoạn 1952-1953, Bohr và Mottelson đã công bố một loạt các bài báo chứng minh sự phù hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm, ví dụ như chỉ ra rằng các mức năng lượng của một số hạt nhân có thể được mô tả bằng một phổ quay. Công trình này đã kích thích các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm mới.
Vào mùa hè năm 1957, David Pines đã đến thăm Copenhagen và giới thiệu cho Bohr và Mottelson về hiệu ứng ghép cặp được phát triển trong các lý thuyết về siêu dẫn. Điều này đã truyền cảm hứng cho họ áp dụng một hiệu ứng ghép cặp tương tự để giải thích sự khác biệt về mức năng lượng giữa hạt nhân nguyên tử chẵn và lẻ.
Sau khi xây dựng mô hình chuyển động tập thể, Mottelson tiếp tục đạt được nhiều thành tựu vĩ đại trong lĩnh vực lý thuyết vi mô về chuyển động tập thể trong hạt nhân nguyên tử. Ví dụ, ngay sau khi lý thuyết BCS được đề xuất vào năm 1957, ông đã chỉ ra sự xuất hiện của trạng thái siêu lỏng trong hạt nhân nguyên tử vào năm 1958. Ông cũng gợi ý khả năng chuyển pha từ trạng thái siêu lỏng sang trạng thái lỏng bình thường ở trạng thái spin cao, từ đó khai sinh ra khái niệm "hạt nhân nguyên tử như một hệ đa hạt lượng tử hữu hạn".
3. Các Công trình và Giải thưởng Chính
Ben Roy Mottelson đã để lại dấu ấn sâu đậm trong vật lý hạt nhân thông qua các công trình khoa học nền tảng và được vinh danh bằng nhiều giải thưởng danh giá, đặc biệt là Giải Nobel Vật lý.
3.1. Tuyển tập "Nuclear Structure"
Bohr và Mottelson đã tiếp tục hợp tác sau khi đoạt giải Nobel, cùng xuất bản một chuyên khảo hai tập có tựa đề Nuclear StructureEnglish. Tập đầu tiên, Single-Particle MotionEnglish, được xuất bản vào năm 1969. Tập thứ hai, Nuclear DeformationsEnglish, được xuất bản vào năm 1975. Bộ sách này được cộng đồng khoa học coi là tài liệu "kinh thánh" hay giáo trình nền tảng trong vật lý cấu trúc hạt nhân.
3.2. Giải Nobel Vật lý (1975)
Ben Roy Mottelson cùng với James Rainwater và Aage Bohr đã được trao Giải Nobel Vật lý năm 1975. Giải thưởng được trao "vì việc khám phá mối liên hệ giữa chuyển động tập thể và chuyển động hạt nhân trong hạt nhân nguyên tử và việc phát triển lý thuyết về cấu trúc hạt nhân dựa trên mối liên hệ này". Giải thưởng này đã công nhận những đóng góp đột phá của họ trong việc làm sáng tỏ hình học phi cầu của hạt nhân nguyên tử và các cơ chế động lực học phức tạp bên trong nó.
3.3. Các Giải thưởng và Vinh dự Khác
Ngoài Giải Nobel, Ben Roy Mottelson còn nhận được nhiều giải thưởng và vinh dự quan trọng khác trong suốt sự nghiệp của mình. Năm 1969, ông được trao Giải thưởng Nguyên tử vì Hòa bình (Atoms for Peace AwardEnglish). Ông cũng là thành viên danh dự của Hội Khoa học và Văn học Phần Lan, thành viên của Hội Triết học Hoa Kỳ, và là thành viên nước ngoài của Viện Hàn lâm Khoa học Bangladesh và Viện Hàn lâm Khoa học và Văn học Na Uy.
4. Tư tưởng và Hoạt động Xã hội
Ben Roy Mottelson không chỉ là một nhà khoa học xuất sắc mà còn là một người có tư tưởng khoa học sâu sắc và cam kết mạnh mẽ với trách nhiệm xã hội của giới khoa học.
4.1. Triết lý Khoa học và Phương pháp Nghiên cứu
Tư duy khoa học của Ben Roy Mottelson tập trung vào việc mô tả thống nhất giữa chuyển động tập thể và chuyển động hạt nhân độc lập trong hạt nhân nguyên tử. Ông đã tiên phong trong việc hình thành khái niệm "hạt nhân nguyên tử như một hệ đa hạt lượng tử hữu hạn", một cách tiếp cận đột phá giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc và hành vi của hạt nhân. Phương pháp nghiên cứu của ông đặc biệt chú trọng việc so sánh các mô hình lý thuyết với dữ liệu thực nghiệm để thu hẹp khoảng cách giữa kết quả lý thuyết và quan sát, đặc biệt trong các trường hợp mà vật lý cổ điển không thể giải thích đầy đủ.
4.2. Tham gia Cộng đồng Khoa học và Xã hội
Ben Roy Mottelson là một thành viên tích cực của cộng đồng khoa học và xã hội rộng lớn hơn. Ông là thành viên ban bảo trợ của Bulletin of the Atomic Scientists (Tập san các nhà khoa học nguyên tử), một tổ chức quan trọng chuyên về các vấn đề liên quan đến vũ khí hạt nhân và an ninh toàn cầu. Sự tham gia của ông vào các hoạt động này thể hiện cam kết mạnh mẽ của ông đối với trách nhiệm khoa học và việc thúc đẩy hòa bình thế giới. Sự nghiệp của ông cũng phản ánh một cam kết mạnh mẽ đối với hợp tác khoa học quốc tế, khi ông đã làm việc tại Đan Mạch, Thụy Sĩ (CERN) và Ý (ECT*), đồng thời giữ các vị trí thành viên danh dự tại nhiều viện hàn lâm quốc tế khác nhau.
5. Đời sống Cá nhân
Ben Roy Mottelson là một công dân mang hai quốc tịch, ông giữ cả hộ chiếu Đan Mạch và Hoa Kỳ. Ông sinh sống tại Copenhagen, Đan Mạch. Ông kết hôn với bà Nancy Jane RenoEnglish vào năm 1948. Họ có hai con trai và một con gái. Bà Nancy Jane Reno qua đời vào năm 1975. Sau đó, Mottelson tái hôn với bà Britta Marger SiegumfeldtEnglish vào năm 1983.
6. Cái chết
Ben Roy Mottelson qua đời vào ngày 13 tháng 5 năm 2022, tại Copenhagen, Đan Mạch, hưởng thọ 95 tuổi.
7. Di sản và Tầm ảnh hưởng
Di sản của Ben Roy Mottelson có tầm ảnh hưởng sâu sắc và lâu dài, định hình lại lĩnh vực vật lý hạt nhân thông qua các lý thuyết đột phá của ông về cấu trúc và chuyển động tập thể của hạt nhân. Các công trình của ông tiếp tục là nền tảng cho nghiên cứu hiện đại và được cộng đồng khoa học đánh giá cao.
7.1. Ảnh hưởng đến Lĩnh vực Vật lý Hạt nhân
Các công trình của Ben Roy Mottelson với Aage Bohr về chuyển động tập thể và chuyển động hạt nhân trong hạt nhân nguyên tử, cùng với sự phát triển của lý thuyết cấu trúc hạt nhân, đã định hình một cách cơ bản lĩnh vực này. Những bài báo ban đầu của họ (1952-1953) đã kích thích các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm mới, mở ra những hướng đi quan trọng. Những hiểu biết sâu sắc của ông về hiệu ứng ghép cặp và khái niệm siêu lỏng trong hạt nhân, cũng như các chuyển pha ở trạng thái spin cao, là những đóng góp tiên phong. Ông cũng là người đã tạo ra khái niệm "hạt nhân nguyên tử như một hệ đa hạt lượng tử hữu hạn", một khuôn khổ lý thuyết quan trọng cho nghiên cứu sau này.
7.2. Đánh giá của Cộng đồng Khoa học
Công trình hai tập "Nuclear Structure" của ông cùng với Aage Bohr được coi là một tài liệu "kinh thánh" hay giáo trình nền tảng trong vật lý cấu trúc hạt nhân. Những đóng góp của ông được cộng đồng khoa học công nhận rộng rãi, đỉnh cao là Giải Nobel, vì đã làm sáng tỏ cấu trúc phức tạp của hạt nhân nguyên tử. Ông được nhớ đến như một trong những nhà vật lý hàng đầu đã định nghĩa lại cách chúng ta hiểu về thế giới hạ nguyên tử.
8. Các Mục Liên quan
- Danh sách người Do Thái đoạt giải Nobel