Ettore Majorana (sinh năm 1906 ở Catania, Ý) là nhà vật lý lý thuyết trong nhóm của Enrico Fermi ở Rome, người đề xuất ý tưởng về loại hạt là phản hạt của chính nó, nay gọi là fermion Majorana. Cuối tháng 3 năm 1938, khi đang là giáo sư ở Đại học Napoli, ông lên tàu thuỷ từ Napoli đi Palermo, gửi những lá thư khó hiểu, rồi không ai còn gặp lại ông một cách được xác nhận.
Sự mất tích của Majorana đã sinh ra nhiều giả thuyết: tự vẫn trên biển, vào tu viện, sang sống ở Nam Mỹ. Bài này tóm lược những gì có trong tư liệu, những gì các cuộc điều tra sau này nói, và tách chúng khỏi các suy diễn không có căn cứ. Phần di sản khoa học cũng được nhắc lại, vì đó là phần chắc chắn nhất của cuộc đời ông.
Cuộc đời theo các mốc
Các mốc dưới đây được nhắc lại thống nhất trong tiểu sử của Majorana:
- Năm 1906: sinh tại Catania, đảo Sicily, trong một gia đình khá giả có truyền thống học vấn.
- Cuối thập niên 1920: đang học kỹ thuật ở Rome thì chuyển sang vật lý, gia nhập nhóm nghiên cứu của Enrico Fermi ở viện vật lý phố Via Panisperna; tốt nghiệp năm 1929.
- Năm 1932: công bố công trình về phương trình cho các hạt có spin tuỳ ý trong khuôn khổ tương đối tính.
- Năm 1933: sang Leipzig làm việc với Werner Heisenberg, rồi Copenhagen; công bố công trình về lực trao đổi trong hạt nhân, sau này gọi là lực Majorana.
- Khoảng 1934–1937: gần như rút khỏi đời sống học thuật, ít xuất hiện ở viện.
- Năm 1937: công bố bài “Lý thuyết đối xứng của electron và positron”, nơi xuất hiện ý tưởng hạt trung hoà có thể là phản hạt của chính nó. Cuối năm, được bổ nhiệm giáo sư vật lý lý thuyết tại Đại học Napoli theo diện đặc cách vì danh tiếng khoa học.
- Cuối tháng 3 năm 1938: mất tích sau chuyến đi Napoli – Palermo – Napoli.
Số công trình ông công bố ít, chưa tới mười bài, nhưng mỗi bài đều được giới vật lý đánh giá cao. Nhiều hồi ức của đồng nghiệp kể rằng Fermi xếp Majorana vào hàng thiên tài hiếm hoi của thế hệ. Những hồi ức này đến từ người quen biết ông, nên nên đọc như nhận xét của đồng nghiệp, không phải đánh giá trung lập.
Nhóm Via Panisperna và vị trí của Majorana trong đó
Cuối thập niên 1920 và đầu thập niên 1930, viện vật lý của Đại học Rome ở phố Via Panisperna là nơi tập hợp một nhóm nhà vật lý trẻ quanh Enrico Fermi, về sau được gọi theo tên con phố. Nhóm gồm những người như Edoardo Amaldi, Emilio Segrè, Franco Rasetti, Bruno Pontecorvo, và nổi tiếng với các thí nghiệm bắn neutron vào hạt nhân giữa thập niên 1930, công trình góp phần đưa Fermi tới giải Nobel Vật lý năm 1938.
Majorana đứng hơi tách khỏi nhóm. Ông là nhà lý thuyết thuần tuý, không tham gia thí nghiệm, ít khi công bố, và theo hồi ức của các đồng nghiệp thường giải những bài toán khó rồi bỏ giấy nháp đi mà không viết thành bài. Một giai thoại hay được kể là ông đã nghĩ ra mô hình hạt nhân gồm proton và neutron trước khi Heisenberg công bố, nhưng không chịu đăng. Giai thoại này đến từ hồi ức của người cùng thời, nên nên xem là lời kể chứ không phải sự kiện được ghi nhận bằng tư liệu.
Hiểu bối cảnh này giúp đọc đúng sự mất tích: Majorana không phải nhân vật trung tâm của một chương trình nghiên cứu lớn đang dang dở, mà là một người tài năng, sống khép kín, vừa trở lại giảng dạy sau nhiều năm vắng mặt. Mọi giả thuyết về động cơ biến mất đều phải bắt đầu từ con người đó, không từ hình ảnh huyền thoại.
Những ngày cuối tháng 3 năm 1938
Theo các tư liệu được dẫn lại nhiều nhất, ngày 25 tháng 3 năm 1938, Majorana rời Napoli trên chuyến tàu thuỷ đêm đi Palermo. Trước đó ông để lại thư cho Antonio Carrelli, giám đốc viện vật lý ở Napoli, nói rằng mình đã đi tới một quyết định “không thể tránh”, và một lá thư cho gia đình với nội dung tương tự. Nhiều nguồn cho biết ông mang theo hộ chiếu và đã rút một khoản tiền trước khi đi.
Ngày hôm sau, từ Palermo, ông gửi điện tín và thư cho Carrelli, nói rằng mình đã đổi ý và sẽ trở về, đồng thời xin lỗi về lá thư trước. Ông được cho là đã mua vé tàu chiều về Napoli. Từ đây, dấu vết trở nên mờ: có lời khai của một người cùng chuyến nói đã thấy người trông giống ông, nhưng không chắc chắn. Từ sau đó, không có lần nào ông được nhìn thấy mà được xác nhận.
Gia đình tổ chức tìm kiếm, đăng tin, treo thưởng; cảnh sát mở cuộc điều tra. Không có thi thể nào được tìm thấy trên biển hay trên bờ. Sự vắng mặt của bằng chứng ấy là nền của mọi giả thuyết về sau.
Các giả thuyết chính và bằng chứng của từng giả thuyết
Có bốn hướng giải thích được bàn nhiều. Bảng dưới tóm lược lập luận ủng hộ và chỗ yếu của từng hướng:
| Giả thuyết | Lập luận ủng hộ | Chỗ yếu |
|---|---|---|
| Tự vẫn trên biển | Lá thư đầu tiên có giọng chia biệt; ông có thời gian dài sống khép kín | Lá thư thứ hai nói đổi ý; ông mang hộ chiếu và tiền; không tìm thấy thi thể; gia đình phản đối mạnh |
| Rút vào một tu viện | Một số lời kể về người trẻ có học thức xin vào tu viện ở miền nam Ý thời đó; nhà văn Leonardo Sciascia khai thác hướng này trong một cuốn sách năm 1975 | Không có hồ sơ tu viện nào xác nhận; phần lớn dựa trên lời kể gián tiếp |
| Sang Nam Mỹ sống dưới tên khác | Có các lời kể từ Argentina và Venezuela; năm 2015, cơ quan công tố Rome khép một hồ sơ điều tra với nhận định ông có thể đã sống ở Venezuela trong nửa sau thập niên 1950, dựa trên phân tích một bức ảnh | Bằng chứng là ảnh và lời kể; nhiều nhà nghiên cứu cho rằng chưa đủ để kết luận chắc chắn |
| Các suy diễn liên quan tới tình báo, vũ khí | Xuất phát từ bối cảnh vật lý hạt nhân cuối thập niên 1930 | Không có tư liệu nào hậu thuẫn; bài này không nhắc lại chi tiết |
Nhận định năm 2015 là kết luận gần đây nhất từ một cơ quan có thẩm quyền, nhưng nó không phải phán quyết khoa học và cũng không khép lại tranh luận. Cách trình bày trung thực là: hướng Nam Mỹ hiện có nhiều chỉ dấu nhất, nhưng chưa có bằng chứng quyết định cho bất kỳ hướng nào.
Hạt Majorana: di sản chắc chắn nhất
Trong bài báo năm 1937, Majorana chỉ ra rằng phương trình mô tả hạt có spin bán nguyên như electron có thể viết theo cách để một hạt trung hoà về điện trùng với phản hạt của chính nó. Ý tưởng này ngược với hình dung phổ biến lúc đó, theo đó mỗi hạt có một phản hạt riêng, như electron và positron.
Hơn tám mươi năm sau, câu hỏi Majorana đặt ra vẫn ở trung tâm vật lý hạt. Neutrino, loại hạt rất nhẹ và hầu như không tương tác với vật chất, có thể là hạt Majorana. Nếu đúng, một loại phân rã hiếm gọi là phân rã beta kép không neutrino sẽ xảy ra. Nhiều thí nghiệm lớn đặt sâu dưới lòng đất ở châu Âu, Nhật Bản, Mỹ đang tìm kiếm loại phân rã này; đến nay chưa thí nghiệm nào ghi nhận được.
Trong vật lý chất rắn, khái niệm này sống lại dưới dạng các “trạng thái Majorana” trong một số vật liệu đặc biệt, được kỳ vọng dùng cho máy tính lượng tử bền lỗi hơn. Đây cũng là lĩnh vực nhiều tranh cãi: một số công bố từng gây tiếng vang về sau đã bị rút lại vì phân tích dữ liệu có vấn đề. Điều đó cho thấy ý tưởng của Majorana vẫn khó kiểm chứng đến mức nào.
Vì sao câu chuyện của Majorana được kể lại nhiều như vậy
Câu chuyện có đủ yếu tố để trở thành huyền thoại: một tài năng trẻ được đồng nghiệp ngưỡng mộ, tính cách kín đáo, ít công bố, bối cảnh châu Âu trước chiến tranh, và một cuộc biến mất không để lại dấu vết. Tác phẩm của Sciascia năm 1975 góp phần lớn đưa Majorana thành một nhân vật văn hoá ở Ý, vượt khỏi giới vật lý.
Chính sức hấp dẫn đó khiến nhiều bài viết đẩy câu chuyện đi xa hơn tư liệu: gán cho ông những tiên đoán ông không viết, hoặc khẳng định một giả thuyết như sự thật. Khi đọc về Majorana, nên tách hai thứ: những gì ông để lại trên giấy, có thể đọc và kiểm, và những gì người khác kể về ông sau khi ông vắng mặt.
Cũng nên nhớ rằng gia đình Majorana đã sống nhiều năm với câu hỏi không lời đáp. Suy diễn về đời tư hay sức khoẻ tinh thần của ông, khi không có tư liệu, không giúp gì cho việc hiểu lịch sử.
Ở Ý, tên Majorana được đặt cho trường học, giải thưởng và một số trung tâm nghiên cứu, cho thấy ông được nhớ đến trước hết như một nhà khoa học.
Điều còn chưa biết
Câu hỏi cốt lõi vẫn chưa có lời giải: Majorana có lên chuyến tàu trở về Napoli không, và sau đó ông đi đâu? Nếu ông sống tiếp ở nơi khác, vì sao ông không bao giờ liên lạc với gia đình hay công bố thêm công trình nào? Nếu ông mất năm 1938, vì sao không có dấu vết nào?
Một câu hỏi khác thuộc về khoa học chứ không thuộc về đời tư: neutrino có phải là hạt Majorana không? Câu hỏi này có thể sẽ có lời đáp trong vài thập kỷ tới nhờ các thí nghiệm ngày càng nhạy. Theo một nghĩa, đó là phần bí ẩn Majorana mà khoa học có thể giải được.
Còn những câu hỏi về đời tư thì có lẽ chỉ được trả lời nếu xuất hiện tư liệu mới: hồ sơ di trú ở Nam Mỹ, thư từ của người quen, hay giấy tờ trong lưu trữ của các dòng tu. Các nhà nghiên cứu Ý vẫn tiếp tục tìm trong những nguồn này. Cho tới khi có một tài liệu như vậy, mọi kết luận chắc chắn về số phận của Majorana đều đi xa hơn bằng chứng cho phép.
Câu hỏi thường gặp
Ettore Majorana là ai?
Ettore Majorana (sinh năm 1906 tại Catania, Ý) là nhà vật lý lý thuyết trong nhóm nghiên cứu của Enrico Fermi ở Rome. Ông nổi tiếng với ý tưởng về hạt là phản hạt của chính nó, nay gọi là fermion Majorana, và với sự mất tích năm 1938.
Majorana mất tích khi nào và ở đâu?
Ông mất tích vào cuối tháng 3 năm 1938, sau chuyến tàu thuỷ từ Napoli đi Palermo ngày 25 tháng 3 và chuyến được cho là trở về Napoli ngay sau đó. Từ đó không có lần nào ông được nhìn thấy mà được xác nhận.
Fermion Majorana là gì?
Đó là loại hạt có spin bán nguyên, trung hoà về điện, đồng thời là phản hạt của chính nó. Majorana đề xuất khả năng này trong bài báo năm 1937. Neutrino có thể là hạt như vậy, và các thí nghiệm tìm phân rã beta kép không neutrino đang kiểm câu hỏi này.
Kết luận năm 2015 về Majorana nói gì?
Năm 2015, cơ quan công tố Rome khép một hồ sơ điều tra với nhận định Majorana có thể đã sống ở Venezuela trong nửa sau thập niên 1950, dựa trên phân tích một bức ảnh và lời kể. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng bằng chứng này chưa đủ để kết luận chắc chắn.
Majorana công bố bao nhiêu công trình?
Ông công bố rất ít, chưa tới mười bài báo khoa học, nhưng nhiều bài có ảnh hưởng lâu dài, như công trình về lực trao đổi trong hạt nhân năm 1933 và lý thuyết đối xứng của electron và positron năm 1937. Các ghi chép tay của ông về sau cũng được nghiên cứu và xuất bản.
Có thể đọc thêm về Majorana ở đâu?
Các tiểu sử khoa học về nhóm Via Panisperna, sách lịch sử vật lý hạt nhân thập niên 1930 và cuốn sách của Leonardo Sciascia năm 1975 là những điểm khởi đầu. Nên đọc cuốn của Sciascia như một tác phẩm văn chương có lập trường, không phải công trình điều tra trung lập.