Trong lĩnh vực nghiên cứu biên giới của vật lý lý thuyết, đối với một hệ thống hỗn loạn khó dự đoán, phương pháp tương đối phổ biến chính là ném một hạt vào để dò đường.
Thông qua việc quan sát hạt đó, gián tiếp quan sát hệ thống.
Trên thực tế, việc Lục Chu đưa ra tư duy thí nghiệm này phần lớn bắt nguồn từ kinh nghiệm làm việc trước đây của anh tại CERN.
Nếu coi toàn bộ hệ thống chứa plasma như một chiếc bàn bida bị nhốt trong hộp đen, coi plasma như những quả bida trên bàn, thì không gì thích hợp hơn việc "đánh một gậy" theo một hướng cố định để nắm bắt tình hình trên bàn bida.
Còn về phần hạt được dùng làm "bi cái" này, không gì thích hợp hơn heli-3.
Trước hết, đường kính nguyên tử của nó đủ nhỏ, được cấu tạo từ hai proton và một neutron, khối lượng nguyên tử gần bằng triti, cấu trúc hạt nhân lại càng ổn định hơn! Không chỉ tránh được các vụ va chạm nhiều nguyên tử khó phân biệt theo nghĩa xác suất càng nhiều càng tốt, mà còn dễ dàng xuyên qua plasma hơn.
Để đạt được nhiệt độ mà heli-3 và đơteri xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân, ít nhất phải nhân lên gấp một trăm lần nhiệt độ và điện từ trường hiện có mới có thể đáp ứng, cho nên cho dù cuối cùng được sử dụng trên thiết bị sao (stellarator), cơ bản cũng có thể bỏ qua tình huống heli-3 tham gia vào phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Cho nên, dùng heli-3 để làm thí nghiệm này là thích hợp không thể tả!
Cân nhắc đến số lượng hạt trong toàn bộ hệ thống plasma, sự nhiễu loạn của một nguyên tử heli-3 đối với toàn bộ hệ thống gần như có thể bỏ qua. Dù sao thì việc ném một nguyên tử vào ảnh hưởng đối với toàn bộ hệ thống còn nhỏ hơn việc cắm một cây đầu dò vào rất nhiều!
Nguyên tử heli-3 xuyên qua plasma sẽ va chạm với các hạt trong hệ thống, sóng điện từ sinh ra trong va chạm được dùng làm "âm thanh", bị thiết bị quan sát được kết nối ở mặt ngoài thiết bị nghe thấy, dựa vào những dữ liệu này, có thể phân tích ra các đại lượng vĩ mô và vi mô bên trong plasma.
Mà sau đó, nguyên tử heli-3 xuyên qua plasma sẽ va chạm với vật liệu đích, phản hồi dữ liệu va chạm đồng thời thoát ra khỏi toàn bộ hệ thống.
Chỉ cần liên tục phát các nguyên tử heli-3 làm "đầu dò" về phía plasma, rồi thu thập dữ liệu sóng điện từ sinh ra do va chạm, cũng như dữ liệu va chạm thu được trên vật liệu đích, Lục Chu có sự tự tin thông qua phương pháp toán học, gián tiếp phân tích ra sự nhiễu loạn mà heli-3 chịu phải trong hệ thống plasma, từ đó gián tiếp suy ngược ra các thuộc tính khác nhau của chính hệ thống đó.
Nếu nói như vậy quá trừu tượng, có thể làm một phép so sánh đơn giản.
Chúng ta đo chiết suất của nước, nếu trực tiếp lấy bản thân nước làm đối tượng nghiên cứu, toàn bộ thí nghiệm không nghi ngờ gì là phức tạp. Nhưng nếu chiếu một chùm sáng vào nước, thông qua việc quan sát sự thay đổi góc giữa ánh sáng và mặt phân cách để tính toán chiết suất, toàn bộ thí nghiệm sẽ trở nên đơn giản hơn nhiều.
Mà tư duy thí nghiệm của Lục Chu, chính là coi hạt heli-3 như luồng ánh sáng chiếu vào plasma đó!
...Chúng ta chỉ cần thiết lập một khối vật liệu đích to bằng bàn tay trên thành thứ nhất của thiết bị sao, dùng để bắt các nguyên tử heli-3 phát ra từ súng nguyên tử, là có thể thông qua việc ghi lại tín hiệu sóng điện từ phát ra do heli-3 va chạm với nguyên tử triti trong chu kỳ phát xạ, cũng như năng lượng mang theo, động lượng góc va chạm... và các dữ liệu khác khi heli-3 cuối cùng va chạm với vật liệu đích, để gián tiếp phân tích dữ liệu mà plasma mang theo trong trạng thái nhiệt độ và áp suất cao!
Tôi tạm thời không bàn việc này có làm được hay không, nhìn chằm chằm Lục Chu, Giáo sư Lazerson nghiêm túc nói, cậu chắc chắn có được những dữ liệu này rồi, thì xử lý được chúng chứ? Nếu chúng ta phát ra $n$ hạt, các biến số liên quan sẽ vượt quá không chỉ $n$ mũ $n$! Hơn nữa còn phải cân nhắc đến việc bản thân plasma chịu sự nhiễu loạn của từ trường...
Khi các biến số của một mô hình vật lý đủ lớn, đó sẽ là phép tính mà siêu máy tính cũng không thể hoàn thành.
Thế nhưng, lời của Giáo sư Lazerson không hề dọa sợ Lục Chu.
Với ngữ khí khẳng định, Lục Chu đáp lại sự chất vấn của Giáo sư Lazerson:
Thiết lập mô hình toán học và giải quyết mô hình toán học là hai khái niệm khác nhau, mặc dù biến số này trông có vẻ lớn bất thường, nhưng thực tế những thứ đó đều là những chuyện khiến siêu máy tính phải đau đầu.
Nếu chỉ là thiết lập mô hình lý thuyết, Lục Chu đối với năng lực của bản thân vẫn tương đối tự tin.
Trong ánh mắt xẹt qua một tia do dự, Giáo sư Lazerson vẫn không thể tin tưởng để đưa ra quyết định.
Về mặt lý thuyết mà nói, tư duy này có vẻ khả thi, nhưng tiền đề là Lục Chu có thể hoàn thành như đã hứa với ông, dựa theo dữ liệu kích thích sóng điện từ của những nguyên tử heli-3 đó, thiết lập mô hình lý thuyết cho toàn bộ hệ thống.
Nếu dữ liệu thu thập được không thể sử dụng hiệu quả, cho dù cuối cùng họ có thành công đi chăng nữa, thì cũng chỉ là tốn công vô ích.
Dữ liệu không thể được sử dụng, chẳng khá hơn "tiếng ồn" trong thí nghiệm là mấy.
...Cho tôi một lý do để tin cậu có thể làm được.
Giả thuyết Goldbach có đủ không?
Giáo sư Lazerson quả quyết nói: Không đủ! Điều đó chỉ có thể chứng minh cậu là chuyên gia trong lĩnh vực lý thuyết số, đối với tôi không có bất kỳ ý nghĩa gì!
Mô hình lý thuyết cấu trúc giao diện điện hóa thì sao? Thấy Giáo sư Lazerson có ý định phản bác theo bản năng, Lục Chu lập tức cướp lời ông nói tiếp, Tôi biết ông muốn nói, điều này tối đa chứng minh thực lực của tôi ở mảng hóa học tính toán, hóa học lý thuyết, chứ không thể chứng minh cũng thích hợp cho nghiên cứu plasma, đúng không?
Giáo sư Lazerson không nói gì, nhưng ánh mắt đã nói lên suy nghĩ của ông.
Lục Chu không nản lòng, tiếp tục nói.
Nhưng điều tôi muốn nói với ông là, những thứ tôi nghiên cứu quy cho cùng là xử lý dữ liệu, hơn nữa quy mô dữ liệu tôi đã xử lý không nhỏ hơn lượng dữ liệu chúng ta sắp phải đối mặt là bao!
Lần này, Giáo sư Lazerson lại không nói gì nữa, mà rơi vào trầm tư, dường như đang suy nghĩ.
Thấy ông không nói gì, Lục Chu nói tiếp bên cạnh ông.
Tin tôi đi, nghe có vẻ khó, nhưng nó không khó đến mức không thể giải quyết! Việc chúng ta làm chỉ là cắm một cây đầu dò tên là heli-3 vào trong plasma. Điều duy nhất nghe có vẻ hoang đường chỉ là thể tích của nó nhỏ bằng một nguyên tử mà thôi.
Nếu chúng ta thành công...
Ngừng lại một lát, Lục Chu nhìn chằm chằm vào mắt ông, nghiêm túc nói, Đây không nghi ngờ gì là một phát minh cấp độ giải Nobel.
Giải Nobel không chỉ đơn thuần là thưởng cho những phát hiện lý thuyết vĩ đại, cũng không tiếc rẻ việc thưởng cho những phát minh trọng đại thay đổi văn minh nhân loại.
Ví dụ như ngay trong năm nay, giải Nobel Hóa học công bố vào tháng 10 năm 17 đã được trao cho ba học giả phát minh ra kính hiển vi điện tử lạnh (cryo-EM), bởi vì các nhà sinh vật học thực sự đã "cày" được không ít bài báo nhờ phát phát minh của họ.
Đúng như câu châm biễu của lão ông Khâu, nếu thực sự có thể thiết lập phương thức quan sát nào đó, quan sát trực tiếp các đại lượng vĩ mô, vi mô khác nhau của hệ thống plasma trong trạng thái nhiệt độ và áp suất cao, tác dụng thúc đẩy đối với toàn bộ vật lý plasma là vô cùng lớn.
Hơn nữa, kỹ thuật này không nghi ngờ gì sẽ thúc đẩy sự phát triển của toàn bộ công trình tổng hợp hạt nhân có thể kiểm soát!
Điều này nghe có vẻ...
Tháo chiếc kính trên sóng mũi xuống, ngón tay Giáo sư Lazerson run rẩy lấy chiếc khăn lau kính từ trong túi ra, liên tục chà xát trên tròng kính.
Tròng kính càng lau càng sáng, đồng tử phản chiếu trong tròng kính cũng càng ngày càng hưng phấn.
Chỉ là, ông mãi vẫn không quyết định được.
Đợi gần mười phút, Lục Chu liếc nhìn đồng hồ.
Ngay lúc Lục Chu thả lỏng bả vai, đang định từ bỏ việc thuyết phục, chuyển sang tìm người khác hợp tác, Giáo sư Lazerson đột nhiên đeo lại kính.
Khi ông nhìn về phía Lục Chu một lần nữa, trong ánh mắt đục ngầu đó, đã không còn nhìn thấy bất kỳ thần sắc coi thường nào nữa.
Thay vào đó là...
Hưng phấn!
...Điều này nghe có vẻ rất thú vị!
Nghe thấy câu này, Lục Chu rốt cuộc cũng thở phào nhẹ nhõm, trên mặt nổi lên một tia mỉm cười, vươn tay phải ra.
Rất vui khi nghe được câu trả lời này.
Dù sao thì câu trả lời anh nhận được không phải là "điều này nghe có vẻ viển vông".
Thuyết phục được Giáo sư Lazerson đã tiết kiệm cho Lục Chu không ít phiền phức.
Phòng thí nghiệm vật lý plasma Princeton sở hữu tiêu chuẩn đẳng cấp thế giới, hơn nữa còn có thỏa thuận nghiên cứu liên quan với các đơn vị nghiên cứu tổng hợp hạt nhân có thể kiểm soát của nhiều nước trên thế giới,Vô luận thị tư nguyên vẫn nên nhân tài đô chiếm cứ tương đương đích ưu thế (tài nguyên hay nhân tài đều chiếm ưu thế tương đối).
Mà điểm này là thứ mà các cơ quan nghiên cứu khác không có được.
Nếu Giáo sư Lazerson cuối cùng vẫn không muốn, Lục Chu cuối cùng cũng chỉ có thể gửi một bức thư cho Hiệp hội Max Planck, thử đi con đường làm học giả thỉnh giảng tại Viện nghiên cứu vật lý plasma thuộc Hiệp hội Max Planck mà thôi.
Còn về việc tự bỏ tiền xây dựng một phòng thí nghiệm có năng lực nghiên cứu sánh ngang với PPPL...
Chưa bàn đến những tài nguyên nghiên cứu khoa học khó mua bằng tiền đó, tóm lại chỉ vài trăm triệu đô la chắc chắn là không đủ nhìn rồi.
Sau khi đạt được thỏa thuận nghiên cứu hợp tác với Giáo sư Lazerson, để tiện cho việc thảo luận, Lục Chu tham khảo kiến nghị của các chuyên gia khác trong viện nghiên cứu, đặt tên cho kỹ thuật vẫn đang trong trứng nước này là "Đầu dò nguyên tử He3".
Còn tên của nhóm dự án thì càng ngắn gọn súc tích chỉ có ba ký tự:
He-3
Mấy ngày tiếp theo, Lục Chu cơ bản đều qua lại giữa Viện Nghiên cứu Cấp cao và Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma, hoặc là đọc tài liệu liên quan đến nghiên cứu plasma, hoặc là cùng ngồi họp với Giáo sư Lazerson cùng các chuyên gia vật lý plasma, kỹ sư của nhóm dự án "He-3", trao đổi ý kiến về thiết kế thí nghiệm cụ thể.
Rõ ràng là việc nghiên cứu lý thuyết tạm thời khép lại không khiến Lục Chu thảnh thơi hơn bao nhiêu, công việc mới nối gót theo sau ngược lại khiến anh càng bận rộn hơn.
Ngay lúc Lục Chu bận rộn với dự án "He-3", trong lúc vô tình đã đến thời gian phát hành ấn bản mới của tạp chí Annals of Mathematics.
Bài báo mà anh gửi đăng trên Annals of Mathematics cũng chính thức ra mắt các đồng nghiệp trong lĩnh vực phương trình đạo hàm riêng.
Đối với việc xuất bản thành quả giai đoạn này, Lục Chu không quá để tâm đến phản ứng của giới toán học.
Ít nhất trong mắt anh, đây không tính là thành quả nghiên cứu gì đặc biệt nổi bật, nhiều nhất chỉ là đắp thêm một viên gạch trên cơ sở nghiên cứu của người đi trước.
Thế nhưng, đôi khi vận mệnh lại kỳ diệu như vậy.
Điều khiến Lục Chu bất ngờ là sự phát triển của sự việc hoàn toàn trái ngược với dự đoán của anh.
Viên đá mà anh tiện tay ném xuống hồ này không chìm xuống như vậy, ngược lại còn lướt trên mặt hồ phẳng lặng này...
