Nữ tiến sĩ vật lý và công trình nghiên cứu 17 năm

Tiến sĩ Nguyễn Thị Kim Thanh - công tác tại Trung tâm Vật lý lý thuyết, Viện Vật lý (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) - vừa được Bộ Khoa học và Công nghệ vinh danh trong lễ trao giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2024 với công trình “Thermoelectric Transport in a Three-Channel Charge Kondo Circuit” (Truyền dẫn nhiệt điện trong mạch Kondo điện tích ba kênh). Sinh năm 1979, bà là nhà vật lý nữ đầu tiên giành được giải thưởng Tạ Quang Bửu - giải thưởng danh giá về khoa học cơ bản của Việt Nam.

Từ giấc mơ có bài đăng trên tạp chí hàng đầu...

Bà tốt nghiệp Trường đại học Sư phạm Hà Nội năm 2001, nhưng lại chọn con đường nghiên cứu tại Viện Vật lý. Tại đây, bà tiếp tục học thạc sĩ, rồi xin học bổng tiến sĩ ở Pháp... Năm 2007, bà bảo vệ thành công luận án tiến sĩ tại Đại học Aix-Marseille. Sau đó, bà nhận được học bổng nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trung tâm Vật lý lý thuyết quốc tế Abdus Salam (ICTP) ở Ý. Bà chia sẻ: “Đây là nơi có khoảng 70 nhà khoa học Việt Nam làm cộng tác viên kể từ khi trung tâm được thành lập (năm 1964). May mắn ít ỏi trên chặng đường làm khoa học của tôi là những ngày đến ICTP nghiên cứu cùng giáo sư người Nga Mikhail Kiselev về chủ đề vật lý Kondo (hiệu ứng mang tên nhà vật lý Nhật Bản Jun Kondo). Đó cũng là khởi đầu cho công trình nghiên cứu 17 năm”.

Tiến sĩ Nguyễn Thị Kim Thanh (thứ hai từ trái qua) nhận giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2024

Nhà khoa học nữ giải thích: Hiệu ứng Kondo là vấn đề luôn được các nhà nghiên cứu quan tâm. Bởi nó cung cấp manh mối để nghiên cứu các tính chất điện tử của nhiều loại vật liệu - mà tương tác giữa các điện tử đặc biệt mạnh, ví dụ trong các vật liệu fermion nặng và chất siêu dẫn nhiệt độ cao. Việc nghiên cứu hiệu ứng Kondo không chỉ để mở rộng hiểu biết về hiệu ứng Kondo mà còn rất cần để hiểu sâu hơn những tính chất của các linh kiện bán dẫn đơn điện tử có kích thức nano-mét. “Với những đặc tính nổi trội của các mạch Kondo điện tích, chúng được coi là các mô phỏng lượng tử cho các mạch có khả năng xử lý thông tin lượng tử, có ý nghĩa rất lớn cho công nghệ chế tạo máy tính lượng tử trong tương lai” - bà nói.

Khi nghiên cứu cùng nhà vật lý xuất sắc Mikhail Kiselev, bà cho biết, 2 thầy trò tập trung vào nghiên cứu tán xạ của độ dẫn các electron trong kim loại do những pha tạp từ. 3 năm sau, bà tiếp tục giành được học bổng nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trường đại học Cincinnati, bang Ohio, Mỹ. Rồi bà trở lại Việt Nam nên mạch nghiên cứu về chủ đề vật lý Kondo của bà và vị giáo sư bị gián đoạn đến năm 2013. Đặc biệt, đến năm 2016, bà trở thành cộng tác viên thường xuyên của ICTP, công trình nghiên cứu này đã được xúc tiến mạnh mẽ.

Những ngày làm nghiên cứu sinh và nghiên cứu sau tiến sĩ, bà chia sẻ, một trong những ước mơ lớn nhất khi đó là có bài đăng trên Tạp chí Physical Review Letters - tạp chí khoa học hàng đầu thế giới của ngành vật lý. Bà còn nghĩ, chỉ cần có bài đăng trên tạp chí này là bà sẽ dừng nghiên cứu vật lý. Bởi đó là mơ ước, nên nếu đạt được rồi, bà sẽ dừng để được sống mãi với hạnh phúc.

... đến giải thưởng danh giá

Sau quãng thời gian nghiên cứu đằng đẵng của bà là không ít lần thất bại, nản chí. Đã nhiều lần bà muốn bỏ viện nghiên cứu để chuyển sang dạy học. Nhưng sức mạnh của tình yêu dành cho vật lý đã hết lần này qua lần khác níu chân bà lại phòng thí nghiệm.

Nhắc đến ICTP, bà xúc động nói: “Đó là viện nghiên cứu xuất sắc với rất nhiều giáo sư giỏi. Ở đó, tôi có thể tra cứu rất nhiều tài liệu trong thư viện và truy cập được rất nhiều tạp chí”.

Công trình nghiên cứu về chủ đề vật lý Kondo của bà với sự hướng dẫn, hỗ trợ của giáo sư Mikhail Kiselev đã bước đầu cho kết quả. Bài báo “Thermoelectric Transport through a Quantum Dot: Effects of Asymmetry in Kondo Channels” (Truyền dẫn nhiệt điện qua một chấm lượng tử: Các hiệu ứng phi đối xứng của các kênh Kondo) được xuất bản trên Tạp chí Physical Review B. Thành công này đã thúc đẩy thầy trò tiếp tục phác thảo công trình “Thermoelectric Transport in a Three-Channel Charge Kondo Circuit” (Truyền dẫn nhiệt điện trong mạch Kondo điện tích ba kênh) - công trình mà sau đó năm 2020, 2 thầy trò gửi đăng trên Tạp chí Physical Review Letters - mơ ước nhiều năm của bà.

Điều đặc biệt là không ít thời gian phác thảo, nghiên cứu công trình này diễn ra trong giai đoạn dịch COVID-19 bùng phát mạnh mẽ. Bà còn nhớ đầu năm 2020, bà đến ICTP 60 ngày theo chương trình cộng tác viên. Mới ở Ý được gần 20 ngày thì bùng phát đại dịch. Thư ký hỏi bà có muốn về Việt Nam không. Phần vì chủ quan, phần vì muốn chờ ý kiến của các nhà phản biện đối với bản thảo nên bà không về. Quyết định ở lại đã khiến bà mắc kẹt trong căn nhà thuê ở thành phố Trieste. 3 tháng lo sợ, không dám đi siêu thị, ăn uống kham khổ đã khiến bà đau dạ dày nặng và phải cấp cứu 2 lần. Tuy vậy, bà chia sẻ: “Điều tôi hài lòng nhất là thầy trò đã phản hồi tốt đối với các câu hỏi mà các nhà phản biện ẩn danh đưa ra và chỉnh sửa bản thảo theo những đề xuất của họ”.

Khi đang mong chờ được về nước thì bản thảo được nhận đăng ở Tạp chí Physical Review Letters. “Tôi vẫn nhớ rõ cảm giác nghẹn ngào đến khó thở khi nhận được email họ chấp nhận đăng bài của chúng tôi. Tôi đã tự nói với bản thân rằng vậy là giấc mơ năm nào đã thành hiện thực, và tình yêu dành cho vật lý của tôi đã được hồi đáp” - bà xúc động. Công trình này cũng được Bộ Khoa học và Công nghệ vinh danh trong lễ trao giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2024. Hội đồng giải thưởng nhận xét đây là công trình thể hiện 3 kết quả đột phá về hướng nghiên cứu, có ý nghĩa quan trọng cho phát triển công nghệ máy tính lượng tử.

Ngọc Minh Tâm