SỰ KIỆN NOBEL VẬT LÝ 1997 ppsx

GIẢI NOBEL VẬT LÝ 1997 Giải NobelVật lý năm 1997được trao cho giáo sư người Mỹ gốc TrungQuốc Steven Chu (1948-)ở Đại học Stanford(Stanford,California,Mỹ), giáo sư người Pháp gốc AlgeriaClaudeCohen-Tannoudji (1933-)ở Cao đẳng Pháp Quốc vàĐại học Sư phạm (Paris, Pháp)và tiến sĩ người Mỹ William D. Phillips (1948-) ở Viện Tiêu chuẩn và Côn nghệ Quốc gia (Gaithersburg,Maryland,Mỹ) "do sự phát triển của họ đối với cácphương pháp làm lạnh vàbẫy nguyên tử bởi ánhsáng laze". Ở nhiệt độ phòng, các nguyêntử và phântử của không khí chuyển động theo cáchướngkhác nhauvới vận tốckhoảng 4 000km/ h.Khó cóthể nghiêncứu các nguyên tử và phân tử này do chúngbiến mấtquá nhanhtừ vùng quan sát. Bằng cách hạ nhiệt độ,người ta cóthể làm giảm vận tốc của các hạt đó.Một vấn đề xảy ra làkhi các chất khí được làm lạnh,chúng thông thườnglúc đầu ngưng kết thành các chất lỏng và sauđó đông đặc thành các chấtrắn. Trongcác chất lỏngvà chất rắn, việc nghiên cứu sẽ khó hơn do mộtthực tế là các nguyên tử và phân tử liên kết chặt chẽ với nhau.Tuy nhiên,nếu quá trình xảyra trong chân không mật độ có thể giữ ở mứcđủ thấpđể tránhsự ngưng tụ và đông đặc. Ở nhiệtđộ dưới - 2700C, vận tốc của các hạt vào khoảng400 km/h. Chỉ khi đạt tới không độ tuyệt đối (-2730C) vận tốcmới giảm đáng kể. Khi nhiệtđộ đạt tới một phần triệu độ (1 m K) trên khôngđộ tuyệt đối, các nguyêntử hyđrotự docó thể chuyển động với vậntốc dưới1 km/ h (hay25 cm/s). Ba người đoạt Giải Nobel Vật lý năm 1997 là Steven Chu, Claude Cohen- Tannoudji và William D. Phillips đã phát triển các phương pháp sử dụngánh sáng laze để làm lạnh các chất khí đến phạm vi nhiệt độ microKelvinvà duy trì các nguyêntử bị làm lạnh lơ lửng hay bị giam giữ trong các loại "bẫy nguyên tử" khác nhau. Ánh sáng laze có chức năngnhư một chất lỏng đậm đặc hay rỉ đường quang (optical molasses),trong đó người ta làm chậm chuyểnđộng củacác nguyên tử. Ở đó, chúng tacó thể nghiên cứu các nguyên tử riêng biệtvới độ chính xác rất cao vàxác định được cấu trúc bên trong của chúng. Khi ngày càngnhiềunguyên tử bị bẫytrong cùngmột thể tích, chúng ta thu được một chất khí loãng và có thể nghiêncứu chi tiết các tínhchất của nó. Các phương pháp do nhữngngười đoạt Giải thưởng NobelVật lý năm 1997 phát triển đã có đóng góp lớn cho việc tăng cường hiểu biết của chúngta về tác động lẫn nhaugiữabức xạ vàvật chất. Đặc biệt là họ đã mở ra con đườngđể hiểu biết sâu sắc hơn dángđiệu cơ học lượngtử của các chất khí ở nhiệt độ thấp. Cácphương pháp đó có thể dẫn tới việcchế tạo các đồnghồ nguyên tử chính xác hơn cho việc sử dụng chẳng hạn như trongdẫn đườngtrong vũ trụ và xác định chính xác vị trí. Ngườita bước đầu chế tạo ra các giao thoakế nguyên tử ( cùngvới chúng là các phépđo lực hấp dẫn rấtchính xác) và các lazenguyên tử (trongtương lai cóthể sử dụng chúngđể chế tạonhững linh kiệnđiện tử rất nhỏ). Ánh sáng có thể được mô tả như một chùm củacác hạt gọi làphoton. Các photonkhông có khối lượngnhưnggiống như mộtviên bi đá trượt trên băng (một trò chơi ở Scotland)chúng cómột xunglượng nào đó. Mộtviên bi đá khiva chạm với một viên bi khác giốnghệt nócó thể chuyển toàn bộ xunglượng (khối lượng nhânvới vận tốc) của nó choviên bi này vànó đứng yên. Tương tự, một phôtn khi va chạm với một nguyêntử có thể chuyển toàn bộ xunglượng của nó cho nguyên tử này. Vì thế, photon cầncó nănglượng thíchhợp cũng giốngnhư ta nói rằngánh sáng cần có tầnsố hay màu sắcthích hợp. Điều đó là do năng lượng củaphoton tỷ lệ với tần số của ánh sáng mà tần số này xác định màu sắc ánh sáng. Như vậy, ánh sáng đỏ bao gồm các photonvới năng lượngthấp hơn sovới năng lượng của ánh sáng xanh. Cái xác định nănglượng thích hợpcủa các photonđể có khả năng ảnh hưởngđến cácnguyên tử là cấu trúc bên trong (các mứcnăng lượng)của các nguyêntử. Nếu mộtnguyêntử chuyển động, các điều kiện thayđổi vìcái được gọi là hiệu ứng Doppler. Hiệu ứngnày giống như hiệu ứngtrong đó một tàu hỏakhi tiến lại gần rú còi với cường độ cao hơn so với cườngđộ khitàu còn đứng yên. Nếu nguyêntử đang chuyển động về phía ánhsáng, ánhsáng cần có tần số thấp hơn so với tần số đòi hỏi đốivới một nguyên tử đứng yên nếu nó đượcnguyêntử "nghe thấy".Giả sử nguyên tử đangchuyển độngtheohướng đốidiện ánh sáng với một vận tốcrất lớn vàva chạm với mộtchùm photon.Nếu các photon cónăng lượng thích hợp, nguyên tử sẽ có khả hấp thụ một trong các photonvà nhận năng lượng và xung lượngcủa photonbị hấp thụ. Nguyêntử khi đó sẽ chuyển động chậm hơn một chút. Sau một thời giancực ngắn thường khoảngmột phầntrăm triệu của một giây,nguyên tử bị làm chậm phát ra một photon. Nguyên tử sau đó có thể hấp thụ ngay một photonmới từ chùm photontới. Photonphát racũng có một xung lượng và nó làm cho nguyên tử có một vận tốc giậtlùi nào đó. Nhưng hướng giậtlùi thay đổi một cách hỗn độn và dođó sau nhiều lầnhấp thụ và phát xạ vận tốccủa nguyêntử giảm đángkể. Cần một chùm laze mạnhđể làm chậm vận tốc nguyên tử. Trongcác điều kiện thích hợp, cáchiệu ứng có thể đạt được với mộtlực tương ứng với lực cần để ném mộtquả cầu lên phía trên từ bề mặt của một hànhtinh với một lực hấpdẫn lớn hơn 100 000lần lựchấp dẫncủa Trái Đất. Hiệu ứnglàm chậmnguyên tử bởi các photontạo ra cơ sở cho một phương pháp mạnh chophép làmlạnh nguyên tử với ánh sánglaze. Phươngpháp này do Steven Chu và cáccộng sự của ôngtại Phòng thí nghiệmBell ở Holmdel ( New Jersey) phát triển. Họ đã sử dụng6 chùm laze đối nhauthành các cặp và bố trí theo ba hướng vuônggóc với nhau.Cácnguyên tử natritừ một chùmtrong chân không bị dừnglại trước tiên bởimột chùm lazechuyển động ngược lại vàsau đó được dẫn tới chỗ giao nhau của6 chùm laze làm lạnh.Ánh sángtrong tất cả 6 chùm laze bị dịch chuyển nhẹ về phía đỏ so với màu sắc đặc trưngbị hấp thụ bởi một nguyên tử natridừng. Hiệuứng xảy ra theobất kỳ hướng nào mà ở đó các nguyên tử natri khi di chuyển gặp các photonvà bị đẩy trở lại vùng giaonhaucủa 6 chùmlaze. Khi đó tạo thành một đám mây phát sáng (glowing cloud) màmắt thường có thể quan sát được. Đám mây nàycó kích thước cỡ hạt đậu Hà Lan và bao gồmkhoảngmột triệunguyêntử đã làmlạnh. Loại làm lạnhnày gọi là sự làm lạnh Doppler. Tại chỗ giao nhau của các chùmlaze,các nguyên tử dịch chuyển như trong một chấtlỏng đậm đặc ( dođó sinhra cáitên "rỉ đường quang"). Để tính nhiệtđộ của cácnguyên tử đã làm lạnh trong rỉ đường quang cầnngắt bỏ các laze.Người ta xác định đượcnhiệt độ là 240 m K.Nó tương ứng với tốcđộ nguyên tử natri vào khoảng 30cm/s và phù hợp rất tốtvới nhiệt độ xác định bằng lý thuyết. Nhiệt độ này gọilà giới hạn Doppler.Nó là nhiệt độ thấp nhất cóthể đạt được đốivới sự làm lạnh Doppler. Các nguyên tử trongthí nghiệm trên đây đã được làm lạnh nhưngkhông bị bắt. Lực hấp dẫn làm chochúng rời khỏi rỉ đường quangtrong khoảng mộtgiây. Để bắt được các nguyêntử này cần có một cái bẫy và bẫy có hiệu quả nhất được xây dựng năm 1987. Nó đượcgọi là bẫy quang từ MOT(magneto-optical trap).Bẫy quangtừ dùng 6chùm laze như mô tả trên đây nhưng có thêm 2 cuộntừ. Các cuộn từ cótác dụng làm thay đổi nhẹ từ trường vớimột cực tiểu ở trong vùng giao nhau của cácchùm laze.Do từ trường ảnh hưởng đến các mức năng lượng đặctrưng của các nguyên tử ( hiệu ứng Zeeman) đòihỏi có một lực lớn hơn lực hấp dẫnđể kéo các nguyên tử tới giữa bẫy.Khi đó các nguyên tử thựcsự bị bắt giữ và có thể nghiêncứu sử dụngcho các thí nghiệm. Các từ trường đã được WilliamD. Phillipsvà các cộng sự sử dụng vào đầu những năm 1980trong mộtphương pháp làm chậm vàdừng hoàn toàn cácnguyên tử trong các chùm nguyên tử chậm. Phillipsphát triển cái gọi là bộ làm chậm Zeeman.Đó là một cuộndây có từ trường thay đổi mà các nguyên tử có thể bị làm chậmdọc theo trục của nó bởi một chùm lazeđối lại. Nhờ thiết bị của mình,năm 1985 Phillips đã làm dừng vàbắt các nguyên tử natri trongmộtbẫy từ thuần túy. Tuy nhiên, việc rào lại trongbẫy này tương đối yếu. Vì thế, các nguyên tử trong bẫy cần phải cực lạnh để bị giữ trong đó. Khi Chu tiến hành làm lạnh các nguyên tử trong rỉ đường quang, Phillipsđã thiếtkế mộtthí nghiệm tương tự và bắt đầu một nghiêncứu có hệ thống về nhiệt độ của các nguyên tử trong rỉ đường.Năm 1988 Phillipsphát hiệnthấy rằng có thể đạt đượcnhiệt độ 40 microKelvin.Giá trị này thấphơn sáu lầnso với giới hạn Doppler tính được bằng lý thuyết. Hóa ra làgiới hạn Doppler được tínhcho một nguyên tử mô hình đơn giản hóamà trước đây nó được xemnhư rất thỏa đáng.Tuy nhiên, Claude Cohen-Tannoudji vàcác cộng sự tại Đạihọc Sư phạm Parisđã nghiên cứu về mặtlý thuyết các phương pháplàm lạnh phức tạp hơn. Việc giải thích kết quả của Phillips nằm trong cấu trúc của các mức nănglượngthấp nhấtcủa nguyên tử natri.Điều xảy ra có thể không khácnào sự lăn vô hạn viên bi của Sisyphuslên trêndốc nhưng trong trường hợp này người ta thấy rằng dốc ở bên kia đỉnh cũng là mộtcái dốc đi lên. Sự so sánhdẫn đếnquá trìnhmang tên làsự làm lạnhSisyphus. Vận tốc giật lùi củamột nguyên tử khi nó phát ra một photon đơn tương ứng với một nhiệt độ mang tên là giới hạn giật lùi. Đối với các nguyên tử natri, giới hạn giật lùi là 2,4microKelvin và đốivới cácnguyên tử xesi(cesium)nặng hơn một chút, giới hạnnày là 0,2microKelvin. Khi phối hợp với nhómcủa Cohen- Tannoudji, Phllipsđã chỉ ra rằngcác nguyên tử xesicó thể được làmlạnh trong rỉ đườngquang tới khoảng mười lần giớihạngiật lùi, nghĩalà khoảng 2 microKelvin. Lúc đầudường như là trong rỉ đường quangnhìn chungcó thể tiến đến các nhiệt độ chỉ khoảng lớnhơn mườilần giớihạn giật lùi. Trong sự phát triểntiếp theo, cả Phillipsvà nhómcủa Cohen-Tannoudji đã chỉ ra rằng với các lazethích hợp có thể bẫy các nguyên tử để chúng tạo thành nhóm theo những khoảng khônggian đều nhau và tạo racái gọi là mạng quang. Nguyêntử tạo nhómtrong mạng cóthể tìm thấytại các khoảng cách cách nhau một bước sóngánhsáng. Có thể làmlạnh các nguyêntử trong một mạng quangtới cácnhiệt độ khoảng gấpnăm lầngiới hạn giật lùi và điều này đã được xác nhận bằng thực nghiệm. Lý dotại sao vận tốc giật lùi mà mộtnguyên tử có được từ một photonđơn thiết lậpmột giới hạn đối với cả sự làmlạnhDoppler và sự làm lạnhSisyphus là ngay cả cácnguyên tử chậm nhất liên tụcbuộc phải hấp thụ và phát xạ các photon. Các quá trình này đem lại cho nguyên tử một vậntốc nhỏ nhưngkhông thể bỏ qua và do đó chất khí có một nhiệt độ.Nếu các nguyên tử chậm nhất có thể dược tạora sao chobỏ qua tất cả các photontrong rỉ đường quang thí có thể đạttới các nhiệt độ thấp hơn. Người ta đã biết đến một cơ chế mà nhờ đó có thể tạo ra một nguyên tử dừngcho rằng một trạngthái "tối" trong đó không có sự hấp thụ photon. Nhưng khócó thể kếthợp phươngpháp này vớisự làmlạnh bằnglaze. ClaudeCohen-Tannoudjivà nhóm củaôngtrongkhoảng nhữngnăm 1988- 1995 đã phát triển một phươngpháp trên cơ sở sử dụng hiệu ứngDopplervà nó chuyển đổi các nguyên tử chậm nhấtthành mộttrạng thái tối. Ôngvà cáccộng sự chỉ ra rằng phương pháp có thể dùng trong một hai và ba chiều. Toàn bộ thực nghiệmcủa ông sử dụng cácnguyêntử heli mà giới hạn giật lùi đối với nó là 4 microKelvin. Trongthực nghiệm đầu tiên, ôngsử dụng hai chùmlaze ngược nhau và đạt được một sự phân bố vận tốc một chiều mà nó tương ứng với mộtnửa nhiệt độ giới hạn giật lùi.Khi sử dụng bốnchùm laze, ông đạtđược một sự phân bố vận tốc haichiều tương ứng với nhiệt độ 0,25 microKelvin (nhỏ hơnmười sáu lầnso với giới hạn giậtlùi). Cuốicùng khi sử dụng sáu chùm laze,ông thu đượcmột trạng thái trongđó toàn bộ sự phân bố vậntốc tương ứng với nhiệt độ là 0,18 microKelvin. Trongnhữngđiều kiệnnhư thế, các nguyên tử helichuyển độngvới vận tốcchỉ khoảng 2 cm/ s. Một sự phát triểnmạnh mẽ liên quan đến nhữngtiến bộ trong sự làm lạnh bằnglaze và bắtgiữ các nguyên tử trung hòa. Chu đã xây dựng mộtvòi phun nguyêntử (atomic fountain),trong đó các nguyên tử đã làm lạnhbởi lazeđược phun ratừ một cái bẫy giốngnhư nhữngvòi nước.Khi cácnguyên tử lên đến đỉnh quĩ đạo của chúng và bắt đầu rơi xuống,chúng hầu như ở trạng thái dừng. Ở đó chúng lộ ra dưới các xung visóng và các xung này cảm nhận được cấu trúcbên trong của các nguyên tử.Với kỹ thuật này chúngta tin rằng có thể chế tạo ra các đồnghồ nguyên tử với độ chính xác gấp hàng trăm lầnso với cácđồng hồ hiện nay. Kỹ thuật này cũngtạo thành cơ sở cho phát minhra sự ngưng tụ Bose-Einstein trong các khí nguyên tử -mộthiện tượng thu hút mạnh sự quan tâmcủa các nhà khoa học. Steven Chu sinh năm 1948tại St. Louis(Missouri, Mỹ). Ông là côngdân Mỹ. Chu cóbằng tiến sĩ vật lý năm 1976tại Đại học California(Berkeley, Mỹ). Ông là giáo sư Đại họcStanford năm1990.Trong các giải thưởng khác Giải Nobel mà ông nhậnđược có Giải thưởng Quốc tế về Khoa học Vậtlý năm 1993 của Vua Faisaldo sự phát triểnkỹ thuật làm lạnh bằng laze và bẫynguyêntử. Hiện nayông làmviệc ở khoaVật lý củaĐại học Stanford. Cha của Steven Chu là Ju Chin Chu đến Mỹ năm 1943để tu nghiệp về kỹ thuật hóa học tại Viện Công nghệ Masachusettevà 2 năm sau mẹ của ông là Ching Chen Li cũng đếnMỹ để nghiêncứu kinh tế. Một thế hệ trước đó, ôngnội củamẹ ông đã đạt được học vị cao về kỹ thuật công chính ở Cornell tronglúc anhem với ông này nghiên cứu vậtlýdưới sự hướng dẫncủa Perrin ở Sorbonne trước khihọ quay trở lại TrungQuốc. Khi cha mẹ Chu cưới nhau năm 1945,Trung Quốc lâm vào cảnh hỗn loạn và khả năng quay trở về TrungQuốc ngày càng mỏngmanh. Họ quyết định bắtđầu gia đìnhcủa mìnhở Mỹ. StevenChu sinhra ở St. Louis năm 1948 khicha ông đang giảng dạy ở Đại học Washington. Năm 1950 gia đìnhChu ở GardenCity ( NewYork).Chỉ có 2 giađình Trung Quốc khác ở trongthị trấn này. Mặc dù thị trấn này chỉ có haivạn rưởi dân nhưng đối với cha mẹ Chu yếu tố quan trọng làchất lượngcủa hệ thống trường công. Giáo dục tronggia đìnhChu khôngchỉ được nhấn mạnh mà nó còn là lýdo tồn tại (raisond'être) của gia đình ông.Hầu như tất cả các cô dì chú bác của Chu đều có bằngtiến sĩ về khoa học kỹ thuật. Thế hệ tiếp theocủa họ tộc nhà Chuvẫn theo đuổitruyền thốnggia đình và họ tộc. Hai anh em của Chu và bốn cháucủa ông đã đạt được 3 bằngbác sĩ ykhoa,4 bằng tiến sĩ chuyênngành và 1 bằng luật sư. Ngoài tầm quan trọngcủagiáo dục tronggia đìnhcủa Chu,cuộc sống của ông không hoàn toàn chỉ hướng vào cáchoạt độngtrường lớp hay sách vở. Vào một mùa hè ở phía sau vườn trẻ, một người bạn đã hướng dẫnChu làm các mô hình máy bay vàtàu chiếnbằng chất dẻo. Ở lớp 4, Chu dùng nhiều thời gian làm các đồ chơi khôngrõ mục đích, trong đó tiêu chí thiết kế chủ yếu là cố gắng làm to nhất các bộ phận chuyển độngvà kích thước toàn bộ. Khi Chulớn hơn,Chu thích môn hóa học và thường cùngmột người bạn của mìnhlàm thí nghiệm với các tên lửa tự chế tạo, trong đó tiền mua cácphụ kiện lắp ráp lấy từ tiền cha mẹ cho ăn trưaở trường.Có một mùa hè, Chu và bạn mình hướngsở thích của họ vào công việc khi họ thử kiểm tra đấtcủa nhà hàng xómvề độ chua vàchất dinh dưỡng. Chu cũngyêu thích thể thao. Khi họclớp 8, Chu tự học chơi quần vợt bằng cách đọcsách và trong năm sauChu tham gia độituyểntrường trongthành phần "dây thứ hai"- một vị trí mà ôngchiếm giữ liên tục trong 3 nămtiếp theo.Chu còn học cáchnhảy sào khidùng sào tretìmđược từ một cửa hiệubán thámđịa phương. Chu nhanhchóngnhảy quarào cao 8 insownhưngkhông tiêu chuẩn để tham gia đội tuyển trường. Trongnăm học cuối ở phổ thông, Chu thích vậtlý và giải tích. Hai môn học này được dạytheo cùng tinh thần như môn hình họcmà Chu được họctừ trước. Thay vì một danh sách dài các công thức cầnghi nhớ. cácgiáo viêncủa haimôn học này đưa ramột vài ýtưởng cơ bản và một loạt cácgiả thiết rất tự nhiên. Chu rất biết ơn hai giáo viên tài năng và tâm huyết đó. Giáo viên vật lý của Chu làThomas Mines.Ông là mọt giáo viên cókhả năng đặc biệt. Mãi về sauChu vẫn còn nhớ cách ông đưa vào mộtvấn đề vật lý. Ôngnói trong lớp học của Chu rằng chúng ta đang học cách liên quan với nhữngcâu hỏi rất đơn giản như tại sao một vật rơi xuốngnhờ gia tốc trọngtrường. Quasự kết hợp các phỏngđoánvà quan sát, các ýtưởng có thể chuyển thành lý thuyết và lý thuyết này lại được thực tế kiểm nghiệm. Các câu hỏi mà vậtlýđề cập đến cóthể là không quantrọngso vớinhữngvấnđề nhân văn. Ngoài cácmụcđích khiêmtốncủavật lý, kiếnthức đạt đượctheo cách nàysẽ trở thành mộttư tưởng sáng suốt thôngqua vị trọng tài tối cao là thực nghiệm. Thêm vào sự mở đầuchính xác và hết sức rõ ràng đối với mỗi chủ đề vật lý, ôngMiner cũngkhuyếnkhích những đề án thực nghiệm đầy thamvọng. Tronghọc kỳ cuối cùng tại trườngcao trung ở Garden City, Chu thiết kế một con lắc vật lý và dùng nóđể tiến hành một phép đo "chính xác" đối với lực hấpdẫn. Nhữngkinh nghiệm làm đồ chơi trướcđây đã cung cấp choChu những kỹ năng cần thiết để chế tạo con lắc. Sauđó 25 năm khi nhận Giải Nobel năm 1997,Chuđã pháttriển mộtkỹ thuật tinh vicủa phép đo này khisử dụng các nguyêntử đã làm lạnhbởi laze trong một giao thoa kế phun nguyên tử. Chu đã nộp đơn xinvào học ở một số trường đại học, cao đẳng vàomùa thu trong năm học cuối cùng ở trườngphổ thông. Do kếtquả học khôngthất xuất sắc ở trường cao trung,ông bị từ chối ở các trườngđại học nổitiếng ở Đông BắcMỹ ( Ivy League)nhưng được chấp thuận ở Đại học Rochester.Khi ông chuẩn bị đến trường đại học, ông tự an ủi mình rằng ông sẽ là mộtsinh viên mai danh ẩn tích không còn cái bóng của mộtdòng họ nổi tiếng thành đạtkhoa học. Ở Rochester,Chu có cùngnhữngsự xúc động như nhiều sinhviên nămthứ nhất mớivào trường. Mọiđiều đều mới mẻ, hứng thú vàkhônggìcưỡng nổi. Nhưng ít nhất không một aibiết về gia đìnhcủa ông. Chu ghitên vào họcvật lý mở đầu trong 2 năm, trong đó mgười ta sử dụng"Các bài giảng vật lý của Feynman như là sổ taytra cứu.Cuốn "Cácbài giảng"này thực quyếnrũ và gây cảm hứngđối với Chu.Feynman làm chovật lý trở nênthật đẹpvà tình yêucủa ông đối với vậtlý được biểu lộ quatừng trang sách.Học để giải một loạt các bài toán làmột chuyên khác và chỉ những năm sauđó Chubắt đầuđánh giáFeynman như mộtnhà ảo thuật khi giảicác bài toán của ông. Trongnăm học thứ haiở trường đại học, Chungày càng quantâmđến toán học và đứng giữa hai sự lựa chọn là toán học và vật lý. Nếu như không có "Các bài gỉảngFeynman",Chu gần như chắc chắn rời bỏ vật lý. Sự thu hútông đến vớitoán học là do những mối quanhệ gần gũi giữaông và các giáo sư toán học. Sự thỏa hiệp rõràng giữatoán học và vật lý là trở thành một nhà vật lý lý thuyết. Những thần tượngcủa Chu làNewton,Maxwell, Einstein và nhữngngười khổnglồ đươngthời làFeynman,Gell-Man,Yang và Lee. Những môn họccủa Chu khônggây áp lựcvề tầm quan trọng củanhững đónggóp thực nghiệm vàChu tin rằng những sinhviên "thôngminh nhất" trở thành các nhà lý thuyếttrong khi những người còn lại bị đẩy xuống làm các nhà thực nghiệm.Đáng buồn là Chu đã quên bài học vật lý quantrọng đầu tiên từ thầy giáophổ thông của ông là Miner. Với hi vọng trở thànhmột nhàvật lý lý thuyết, Chuđã gửi đơn xin việc tới Berkeley,Stanford, StonyBrook (Yangđang ở đó) và Princeton. Ông quyết định đến làmviệc ở Berkeley vàomùa thunăm 1970. Lúc đó số các công việcvật lý khả dĩ rất hạnchế vàcơ may có việclàm đặc biệt khó đối với các nhà lý thuyết trẻ. Sau khi trải qua kỳ thi kiếm trachất lượng, Chu được EugenCommins tuyển dụng.Chu cảm phục tầm rộng kiến thức và khả năng giảng dạy của ôngnhưngcòn chưa học được khả năng kỳ lạ của ông mang lại điều tốt đẹp nhất chotất cả các học trò củaông. Ông đã hoàn thành một loạt thựcnghiệmphân rã betavà và đang tìm hướngnghiên cứu mới. Lúc đó ôngquan tâm đến vật lý thiênvăn và đề nghị Chu suy nghĩ về sự hình thành sao nguyên sinh(proto-star)của một cặp nhị nguyên liên kết chặt. Chu đã sử dụng cả một mùahè giữaRochester và Berkeleytại Đài Thiênvăn vô tuyến Quốc gianhằm xác định sự hãm của vũ trụ với các thiênhà nguồnvô tuyến dịch chuyển mạnhvề phía đỏ. Vật lý thiên văn đã lôi cuốn Chu. Một trong những "thực nghiệm chơi (play-experiment)"của Chu được thúc đẩy bởi mối quan tâm của ôngvề nhạccổ điển. Chu thông báo rằng người ta có thể nghe đượcnhững làn điệu lệch điều hưởng (out-of-tune note)do một nghệ sĩ viôlôngchơi rấtnhanh. Mộtđánh giá đơn giản đề xuất rằng độ chính xác tần số Df nhânvới khoảng thời gian diễn ra làn điệu D tkhông thoả mãn hệ thức bất định DfD t ³ 1. Để kiểmtra độ nhạy tần số của tai,Chu đã nối một bộ dao độngâm thanh vớimột cổngthẳng saocho sinhra một sự tăng âm đột ngộtvới sự thayđổi khoảng thời gian.Khi đó Chu đề nghị cáccộng sự theo dõi tần số của một âm được chọn tuỳ ý bằng cách điều chỉnh núm của bộ daođộng âm thanh khác cho đến khi các làn điệu của hai bộ daođộngâm thanh vang lên như nhau. Các cộngsự với tai nhạc tốt nhất có thể nhận ratần số trung tâm của mộtsự tăng âm đột ngột mànó cuối cùng vang lên giống như một "tiếng lách cách (click)" vớiđộ chính xác D fD t ~ 0,1. . GIẢI NOBEL VẬT LÝ 1997 Giải NobelVật lý năm 1997 ược trao cho giáo sư người Mỹ gốc TrungQuốc Steven Chu (1948-)ở Đại học. một vật rơi xuốngnhờ gia tốc trọngtrường. Quasự kết hợp các phỏngđoánvà quan sát, các ýtưởng có thể chuyển thành lý thuyết và lý thuyết này lại được thực tế kiểm nghiệm. Các câu hỏi mà vậtlýđề. giảng vật lý của Feynman như là sổ taytra cứu.Cuốn "Cácbài giảng"này thực quyếnrũ và gây cảm hứngđối với Chu.Feynman làm chovật lý trở nênthật đẹpvà tình yêucủa ông đối với vậtlý được