‘kay, chiều nay mình đi xem phim Oppenheimer. Mình nghĩ trước khi xem nếu mà biết ổng là ai và từng làm gì chắc sẽ vui hơn nhiều. Vậy nên mình viết nhanh bài này trong vài tiếng, trước là để tự tổng hợp kiến thức. Sau thì chia sẻ cho bạn đọc nếu cần một chiếc “gối ôm Vật lý” để ôm trong lúc xem phim, đệm cho đỡ đau. Dù gì thì Oppenheimer cũng là một trong những nhà vật lý học có ảnh hưởng nhất trong lịch sử nhân loại, phim kiểu gì cũng chạy bằng vật lý.

Bài viết chẳng may có phán trúng cái gì diễn ra trong phim thì xin miễn trừ trách nhiệm, mình đã xem đâu. Cũng có thể có chi tiết sai nữa nha. ‘kay, bắt đầu thôi.

Timeline chiến tranh

Sử sách ghi nhận 1 tháng 9 năm 1939 là thời gian nổ ra Thế chiến thứ Hai. Đức xâm lược Ba Lan, đăng sự kiện đánh dấu chiến tranh thế giới thứ hai lên Facebook của hai nước.

Sự kiện này sau đó đã viral. Liên tiếp sau đó các trận đấu giữa các nước Âu – Á với nhau. Thay vì đá bóng thì họ đấu súng. Tỉ số được đếm là thiệt hại về quân số.

Từ 1939 tới 1940, khi các trận đấu Âu – Á diễn ra, có một khán giả không mấy nhiệt tình lắm là Mỹ. Do thi hành chính sách trung lập, Mỹ ngồi xem đánh nhau, thỉnh thoảng còn ngáp.

Cuối năm 1940 sang 1941, Quốc hội Mỹ nhận ra là ủa, thay vì chỉ ngồi xem đấu súng, mình có thể đi bán bắp nước, bán thêm súng ống, đạn dược, phục trang để cho các nước lấy ít tiền hoặc quyền. Ngồi đây phí, lại còn bị chửi là giàu mà nhát.

Ngày 7 tháng 12 năm 1941, quân đội Nhật ném bom xuống Trân Châu Cảng. Mỹ, lúc này đã ngứa mắt thực sự, tham chiến.

Chiến tranh là một động lực để phát triển và nâng cấp. Một loạt các sản phẩm hay ho đã được ra đời nhằm phục vụ mục đích gọn nhẹ, dùng một lần của quân đội. Trong số đó có quần áo sợi tổng hợp, lương khô, … và bom. Còi to thường hay được cho vượt nên ai tham chiến cũng muốn nâng cấp lên quả bom to hơn.

Kha khá các cốt chuyện chiến nhau kiểu siêu anh hùng đều có format giống với dự án Manhattan có thật trong lịch sử Mỹ (và thế giới). Format ấy như này: trong thời chiến, một ủy ban đặc biệt của chính phủ được thành lập, một ông tướng tá ngầu lòi được giao trọng trách chính, ổng sẽ đi tìm về một ông nhà khoa học chính và người giỏi từ khắp nơi về cho dự án.

Ngày 18 tháng 9 năm 1942, Đại tướng Leslie Groves của dự án Manhattan là Nick Fury của Avengers. Oppenheimer được chọn là giám đốc khoa học trong dự án Manhattan Project, cũng cỡ Iron Man á.

Timeline khoa học

(Một lưu ý lớn, những dòng bạn đọc dưới đây là lịch sử khoa học theo góc nhìn … của người da trắng.)

1896: Henri Becquerel khi thí nghiệm với uranium thì ngẫu nhiên phát hiện Uranium có phát ra tia gì đó.

1898: Vợ chồng Curie tham gia cuộc chơi với tia này. Từ Uranium họ tách được 2 nguyên tố mới là Polonium và Radium. Marie Currie chế ra cụm từ radioactivity – phóng xạ để gọi quá trình phân hủy theo thời gian tạo ra nguyên tố mới này.

1902: Ernest Rutherford phân tách các tia phát ra từ Uranium khi bị phân hủy và thu được các loại tia mang năng lượng khác nhau là alpha và beta. Sau này, Rutherford dùng mấy tia này bắn phá lá Vàng (gold) và cho người ta hình dung rõ hơn về cấu tạo bên trong nguyên tử. Ổng thấy okay nguyên tử có vẻ khá rỗng bên trong, nhưng có gì đó chắc-đặc ở ngày chính giữa. Đây là sự phát hiện mô hình cấu tạo nguyên tử, gồm hạt nhân hạt nhân ở giữa và electron bay xung quanh.

Qua khám phá của nhà Curie và Becquerel, ta thấy một sự phân rã tự động như của Uranium đã phát ra các tia mang năng lượng rồi. Thế tưởng tượng khi ta tìm cách điều khiển được sự phân rã này, tức là ta tìm cách phá hủy nguyên tử, thì phải có một nguồn năng lượng thoát ra chớ!

Những năm 1880 – 1905, các nhà khoa học suy ngẫm về mối liên kết giữa năng lượng nhiệt hay năng lượng điện từ và khối lượng. Albert Einstein làm cho mọi thứ gọn ghẽ nhất bằng công thức E = mc^2. Ý tưởng là một khối lượng bé hạt tiêu có thể tạo ra một năng lượng lớn. Đây chính là lý thuyết của năng lượng hạt nhân.

1932, Cockcroft và Walton thiết kế ra một máy gia tốc hạt dựa trên mô hình của Rolf Widerøe. Hai ảnh cho hạt proton (mang điện tích dương) lấy từ nguyên tử Hydro vào một cái hệ thống ống có điện ngoằn ngoèo 600,000 Volts (vôn), bắn tới mục tiêu làm bằng Lithium. Hai ảnh nhận thấy sự hao hụt khối lượng nhưng năng lượng thoát ra thì không mấy đáng kể. Phí điện. Ở thí nghiệm này, có vẻ proton mang điện tích dương, cùng dấu với hạt nhân nguyên tử nên bị đẩy.

Cũng trong năm 1932, James Chadwick phát hiện ra hạt Neutron ở hạt nhân trong nguyên tử, nặng hơn Proton và trung lập. Oohhh mọi thứ thay đổi nha. Giờ đây ta hiểu rằng Nguyên tử = Hạt nhân + Electron. Trong đó Hạt nhân = Neutron và Proton.

Tát nước theo mưa, 1933 Leo Szilard nghĩ neutron không mang điện nên nó đâu ngán gì hạt nhân. Nếu dùng hạt này mà bắn vào hạt nhân chắc vui nè. Và thậm chí, nếu tìm được một nguyên tố mà khi bắn neutron vào thì lại đẻ ra thêm neutron nữa. Neutron mới sinh ra lại tiếp tục bắn những hạt nhân còn lại thì quao, phản ứng này sẽ được duy trì. Như thọc một gậy mà nguyên bàn bida tự chơi vậy.

1938, hai nhà khoa học người Đức là Otto Hahn and Fritz Strassmann lấy neutron bắn vào Uranium và phân tách thành công. Nhà Uranium có bốn anh em, gọi theo số hạt nhân là Uranium 235/236/238/239. Cụ thể Uranium-235 có tổng số neutron và proton là 235, trong đó có 92 protons và 143 neutrons. Khi bắn một hạt neutron vào Uranium-235, sẽ nó sẽ chuyển thành Uranium-236 và giải phóng ra năng lượng ứng với lý thuyết của Einstein.

Năng lượng này bé thôi. Có điều đấy mới chỉ là một neutron bắn vào Uranium và ngăn không cho tạo ra neutron mới. Giờ thì nhân vật trong phim của chúng ta mới xuất hiện đây. Oppenheimer thấy là trong một kilogram Uranium có tới 10^24 nguyên tử, nếu chúng phân tách lây lan thì giải phóng năng lượng nhiều, nổ to. Quao. Oppenheimer nghĩ, ei này làm bom được nè bay.

Einstein và Szilard sợ teo, tháng 8/1939, nhắn tin cho tổng thống Roosevelt cẩn thận anh ơi, Đức Quốc xã có nhiều Uranium lắm. Roosevelt liền mở một ủy ban về Uranium.

Hai timeline gộp lại

1941, khi Mỹ không bán bắp nước nữa mà nhảy vào chiến, Roosevelt nâng cấp ủy ban này thành dự án Manhattan.

Tháng 12 năm 1942, đội của Enrico Fermi chế tạo nên lò phản ứng hạt nhân nhân tạo đầu tiên trên thế giới với nguyên lý tương tự như trên.

Sau một cú bắn phá của neutron vào nguyên tử Uranium, nếu các neutron mới được sinh ra tiếp tục va chạm tiếp với các nguyên tử Uranium khác thì lượng năng lượng sinh ra càng lớn. Nên chỉ cần đặt các nguyên tố Uranium sát nhau, khoảng 52kg cộng với tác động từ neutron là thành quả bomb hạt nhân đơn giản được. Còn với Uranium 239, còn gọi là Plutonium, thì chỉ cần 7kg thôi.

16/7/1945, quả bom hạt nhân do loài người tạo ra lần đầu tiên nổ trên Trái đất ở vụ thử nghiệm Trinity. Một vụ nổ tương đương với 25000 tấn thuốc nổ TNT mà trước đây Alfred Nobel từng góp phần tạo ra.

Còn lại là quá khứ.