Dấu ấn của Bohr và Einstein trong bom nguyên tử

      Hai quả bom nguyên tử rơi xuống Hiroshima và Nagasaki là những đứa con bất hảo của Thuyết tương đối và lượng tử. Lúc đầu, cả Einstein và Bohr đều không tin vào khả năng có thể nhanh chóng chế tạo ra chúng. Song bằng cách này hay cách khác, người ta không để hai ông đứng ngoài cuộc.
Từ bức thư ký tên Einstein
Một ngày mùa hè năm 1939, trong bầu không khí ngột ngạt mùi thuốc súng ngay bên thềm thế chiến hai, L. Szilard và E. Wigner, hai nhà vật lý trẻ gốc Hungary nhập cư sang Mỹ, đi tìm Einstein ở Long Island trong một sứ mạng lịch sử. Vào chuyện, Szilard kể cho Einstein nghe thí nghiệm nhân neutron cùng với những tính toán về phản ứng dây chuyền trong môi trường uranium-graphit của mình. Không ngại phật lòng, Einstein cắt lời người bạn trẻ từng quen biết trước đây ở Đức: Tôi chưa bao giờ nghĩ như thế! Nhưng ngay sau đó, Einstein lại niềm nở hứa sẽ làm mọi việc để báo động Chính phủ Mỹ về khả năng chế tạo bom nguyên tử. Thế là có một cuộc hẹn thứ hai sau vài ngày. Lần này Edward Teller, người sau này là cha đẻ bom khinh khí Mỹ, lái xe chở Szilard đến gặp Einstein. Szilard chấp bút sẵn bức thư gửi Tổng thống Roosevelt, Einstein chỉ ký.

“Thưa ngài
Những công trình gần đây của E. Fermi và L. Szilard, mà tôi đã có bản thảo trong tay, khiến tôi dự kiến rằng nguyên tố uranium có thể trở thành một nguồn năng lượng mới và quan trọng trong tương lai gần đây. Một số vấn đề nảy sinh từ tình hình hiện nay đòi hỏi phải theo dõi chặt chẽ, và nếu cần, có hành động kịp thời về phía chính phủ. Do đó thiết nghĩ tôi phải có bổn phận trình lên ngài những thông tin và khuyến cáo sau đây.

Trong vòng 4 tháng gần đây – qua các công trình của Joliot ở Pháp cũng như Fermi và Szilard ở Mỹ – dường như đã xuất hiện khả năng thực hiện phản ứng dây chuyền trong khối uranium, từ đó có thể sản sinh ra năng lượng khổng lồ và một lượng vô cùng lớn những nguyên tố (phóng xạ) giống như radium. Hiện nay có thể nói khá chắc chắn rằng việc này có thể thực hiện được trong thời gian trước mắt.

Hiện tượng mới này cũng sẽ dẫn đến việc chế tạo ra những quả bom, và ta có thể tin – mặc dù ít chắc chắn hơn – rằng những quả bom cực mạnh kiểu mới đó sẽ có thể chế tạo được. Chỉ cần một quả bom loại này được chở đến cảng bằng thuyền và cho nó nổ tung sẽ phá hủy toàn bộ cảng và một số khu vực xung quanh. Tuy nhiên, chúng lại quả nặng để chở trên máy bay.

Mỹ chỉ có một trữ lượng vừa phải những quặng uranium nghèo. Quặng tốt nhất hiện nay chỉ có ở Canada, Tiệp Khắc, nhưng nguồn uranium quan trọng nhất vẫn là Congo thuộc Bỉ.

Trước tình hình trên, chắc ngài sẽ thấy nên có mối quan hệ thường xuyên giữa chính phủ và nhóm các nhà vật lý đang nghiên cứu phản ứng dây chuyền ở Mỹ. Để làm việc này ngài có thể ủy quyền cho một người đủ tin tưởng với một chức danh không chính thức. Người này có nhiệm vụ như sau:

a) Tiếp cận các cơ quan chính phủ để cung cấp thông tin và khuyến cáo những hành động cần thiết, đặc biệt chú trọng đến việc đảm bảo nguồn cung cấp quặng uranium cho Mỹ.

b) Đẩy nhanh các nghiên cứu thực nghiệm mà hiện mới chỉ tiến hành với ngân sách hạn chế ở các trường đại học, bằng cách cung cấp kinh phí, qua việc tiếp xúc với các cá nhân mong muốn đóng góp vào mục đích này, hoặc cũng có thể qua hợp tác với các phòng thí nghiệm ở nhà máy có các thiết bị cần thiết.

Tôi được biết nước Đức hiện đang ngừng việc bán uranium từ những mỏ ở Tiệp Khắc mà họ chiếm được. Hành động kịp thời đó của Đức có thể hiểu được nếu căn cứ trên việc người con trai của một thứ trưởng trong chính phủ, von Weizsacker, đã về làm việc tại Viện Kaiser-Wilhelm ở Berlin và đang tiến hành lặp lại một số thí nghiệm về uranium của Mỹ ở đó.
Kính thư

A. Einstein”

Weizsacker được nhắc đến ở đoạn kết trong bức thư không chỉ bởi là con một quan chức lớn của Đức quốc xã. Là một nhà vật lý có tài, Weizsacker đã để lại công thức bán thực nghiệm nổi tiếng về năng lượng liên kết các nuclon trong hạt nhân, làm cơ sở để tính toán các phản ứng hạt nhân, phóng xạ và phân hạch. Weizsacker cùng với Heisenberg đã lãnh đạo chương trình nghiên cứu uranium của Đức quốc xã.

Tới những bức thư của Bohr

Tháng 9/1941 Heisenberg và Weizsacker sang gặp Bohr ở Copenhagen đang bị Đức chiếm. Nội dung cuộc gặp mặt này lần đầu tiên được công bố trong cuốn sách “Sáng hơn nghìn mặt trời” của nhà báo Thụy Sĩ Robert Jungk xuất bản năm 1956 do chính Heisenberg cung cấp thông tin. Heisenberg thừa nhận không nhớ chính xác hết mọi chuyện, nhưng nội dung đại khái như sau:

H. Anh nghĩ thế nào nếu các nhà vật lý trong thời gian chiến tranh dốc sức vào vấn đề uranium?

B. (nỗi sợ hãi hiện trên nét mặt) Vậy anh có thực sự tin rằng phân hạch uranium có thể sử dụng làm vũ khí không?

H. Tôi tin về nguyên tắc, có điều nó đòi hỏi những triển khai kỹ thuật cực lớn, nên chúng ta chỉ có thể hy vọng không làm kịp trong thời gian chiến tranh.

Bohr bị sốc bởi Heisenberg có “nhã ý” muốn cho thế giới biết Đức đang chế tạo vũ khí nguyên tử.

Mười sáu năm sau, khi đọc “sáng hơn nghìn mặt trời”, Bohr hết sức ngạc nhiên và trăn trở về những gì mà Heisenberg đã tường thuật. Bohr viết thư ngay cho Heisenberg.

Tôi nhớ như in từng lời trong cuộc trò chuyện hôm đó, trong một bầu không khí sầu não và căng thẳng vô hạn bao trùm lên mọi người ở Đan Mạch. Đặc biệt, hai vợ chồng tôi và các cộng sự trong viện đều có ấn tượng mạnh mẽ là anh và Weizsacker tin tưởng hoàn toàn rằng nước Đức sẽ thắng, nên sẽ rất là ngớ ngẩn nếu chúng tôi hy vọng vào một kết cục khác của cuộc chiến và dè dặt không chịu hợp tác với Đức… Tôi cũng còn nhớ trong cuộc trò chuyện riêng ở phòng tôi, anh đã tạo cho tôi ấn tượng mạnh mẽ rằng dưới sự lãnh đạo của anh, nước Đức đang phát triển vũ khí nguyên tử…. Tôi nghe mà không nói gì, vì đây là một vấn đề trọng đại của nhân loại, và mặc dù mối quan hệ thân thiết giữa hai ta, lúc này tôi và anh, mỗi người đứng trên một chiến tuyến…

Ngoài Bohr và Heisenberg, còn 4-5 khối óc lớn nữa đã đặt nền móng cho thuyết lượng tử. Nhưng đó là 2 trụ cột chính, khăng khít với nhau, cùng nhau chèo chống trước mối hoài nghi của những cây đại thụ về thuyết lượng tử, đặc biệt là Einstein. Không muốn để quan hệ rạn nứt thêm, nhất là khi thời cuộc đã đổi thay, sau chiến tranh hai gia đình đã cùng nhau đi nghỉ hè và gặp gỡ nhiều lần. Bohr cũng thông cảm áp lực đè nặng lên nhà khoa học dưới thời Quốc xã, nên ông viết thư mà không gửi. Rồi ông lại day dứt, lại cố hiểu những khó khăn của người bạn mình và lại viết:

Đối với chúng tôi ở Copenhagen, những người sống trong hoàn cảnh cực kỳ khó khăn và nguy hiểm dưới thời Đức chiếm đóng, chuyến viếng thăm của anh được xem như có ý nghĩa cực kỳ hệ trọng, cho nên tôi ghi nhớ từng lời của anh, trong khi đó, luôn bị đe dọa bởi những cặp mắt dò xét của cảnh sát Đức, tôi lại phải tỏ ra rất thận trọng. Tôi nghĩ anh và Weizsacker tin tưởng mạnh mẽ vào chiến thắng của Đức, khác hẳn với mong mỏi của chúng tôi, nhưng theo đà cuộc chiến, niềm tin đó ngày càng giảm dần để cuối cùng phải tin vào sự thất bại của nước Đức… Trong khi đó, tôi nhớ như in cảm tưởng của mình ngay từ phút đầu khi nghe anh hồn nhiên nói rằng anh tin là cuộc chiến kéo dài, nó sẽ phải kết thúc bằng vũ khí nguyên tử. Tôi không trả lời anh, nhưng có lẽ anh cho là tôi không tin vào điều anh nói, nên anh lại kể tiếp rằng mấy năm trước đó anh đã dốc sức vào vấn đề này như thế nào và tin rằng cuối cùng sẽ thành công, mà không hề để lại cho chúng tôi một tín hiệu nào về những nỗ lực của các nhà khoa học Đức muốn ngăn cản sự phát triển vũ khí nguyên tử.

Bản thảo thư này, cũng như nhiều thư khác nữa mà Bohr viết cho Heisenberg về chủ đề này, đều nằm nguyên trong tủ hồ sơ mà không đến tay người nhận. Trước khi chết năm 1962, Bohr dặn tủ hồ sơ được niêm phong trong vòng 50 năm. Năm 2002, trước yêu cầu bức bách của dư luận, lại nhân có vở kịch “Copenhagen” được công diễn ở Anh về chủ đề này, gia đình Bohr quyết định tháo niêm phong và công bố các tài liệu trên.

Và hai quả bom rơi xuống nước Nhật

Có thể nói, so với Einstein, Bohr có nghề hơn về hạt nhân nguyên tử. Ông đã đề xuất mô hình hạt nhân giọt nước, giải thích cơ chế phân hạch uranium dưới tác dụng của neutron, và luôn là một chủ soái về vật lý hạt nhân trước thế chiến II. Con trai ông, Aage Bohr, phát triển mô hình giọt nước của bố lên thành mô hình tổng hợp, được nhận giải thưởng Nobel về vật lý. Trực cảm vật lý hiếm có của ông sẽ vô cùng lợi hại trước những vấn đề còn đầy rối rắm và bất định như phản ứng hạt nhân dây chuyền. Vì thế, ông là mục tiêu số 1 của cả hai phe đồng minh và phát xít. Biết không thuyết phục được Bohr, phát xít Đức có kế hoạch ám sát ông sau khi hai bố con ông trốn thoát từ Đan Mạch sang Thụy Điển. Biết được âm mưu đó, một đội thám tử Anh đột nhập vào Stockholm để giải thoát, đưa hai bố con ông về London trên chiếc Mosquito. Ông suýt chết ngạt trong chuyến bay đầy mạo hiểm này.

Từ Anh, hai bố con được đưa sang Mỹ vào một ngày cuối năm 1943. Ông đến Los Alamos, đại bản doanh của đề án Manhattan chế tạo vũ khí nguyên tử. Được gặp lại chủ soái là niềm hạnh phúc lớn của Oppenheimer, người chỉ huy đề án và chỉ đạo về học thuật. Ông giới thiệu sơ đồ lò phản ứng nước nặng của Heisenberg. Mọi người hiểu rằng Đức có ý định thả nguồn phóng xạ cực mạnh đó xuống London.

Vào lúc này, giai đoạn học thuật về vật lý hạt nhân gần như đã qua. Nhà máy làm giàu uranium ở Oak Ridge đã hoạt động, plutonium đã được sản xuất trong các lò phản ứng lớn, vấn đề chỉ còn là tích lũy đủ số lượng. “Họ không cần tôi giúp gì”, sau này Bohr tâm sự với bạn như vậy. Nhưng từ những trải nghiệm trong thời gian ở Mỹ, Bohr nhận thức được sứ mạng của mình, những gì mà một nhân vật huyền thoại như Bohr phải làm sau khi bom nguyên tử đã rơi xuống giết hại thường dân vô tội ở nước Nhật.

Đó cũng chính là sứ mạng của Einstein, người hoàn toàn đứng ngoài cuộc trong đề án Manhattan sau bức thư gửi Tổng thống Roosevelt. Nhưng khi quả bom đã rõ hình hài và chỉ còn chờ ngày ấn nút thì Einstein lại phải xuất hiện. “Không thể không cho toàn thế giới biết sức mạnh của Mỹ!” Szilard rất lo lắng trước ý đồ đó của những người có trách nhiệm ở Mỹ, khi mà quân đồng minh đã tiến đến Berlin và mục tiêu răn đe Đức quốc xã không còn nữa. Vậy thì nước Nhật phải hứng lấy hai quả bom có tên “chú bé tí hon” làm từ uranium -235 và “ông béo” làm từ plutonium-239! Sau gần 5 năm lăn lộn với đề án Manhattan, Szilard lại phải đến cầu cứu Einstein tránh cho nhân loại hứng chịu thảm họa. Lần này là một bức thư giới thiệu Szilard đến gặp Tổng thống Roosevelt. Einstein vui lòng nhận lời. Bức thư đã đến Nhà trắng, nằm trên bàn Tổng thống, nhưng quá muộn!

Roosevelt từ trần ngày 12/4/1945. Truman lên kế vị. Ngay sau lễ tuyên thệ, Bộ trưởng chiến tranh gặp Tổng thống trình bày về đề án Manhattan làm bom nguyên tử tốn kém hàng tỷ đô la thời bấy giờ. Trong suốt thời gian làm Phó Tổng thống, Truman chỉ nghe nói qua loa về đề án này. Nhưng từng ấy cũng quá đủ để Truman quyết định cho chúng rơi xuống nước Nhật cho thế giới biết sức mạnh của Mỹ.

Einstein than rằng sai lầm lớn nhất trong đời ông là ký tên vào bức thư gửi Tổng thống Roosevelt đề nghị Mỹ chế tạo bom nguyên tử. Cả Einstein và Bohr đã trở thành biểu tượng của phong trào hòa bình sau chiến tranh