Chinh phục những đỉnh cao

Từ ngôi làng nhỏ đi ra thế giới

Lớn lên từ làng Cát Lợi (nay là xã Hợp Tiến, Thanh Hóa), ngôi làng nhỏ nép mình dưới chân núi Nưa - Đền Nưa nghèo nhưng yên bình, thuở nhỏ, cô bé Diện rất hiếu động, ham chơi đến mức mẹ phải “áp tải” đến lớp. Thế nhưng, chỉ cần ngồi vào bàn học, Diện tiếp thu nhanh, nổi trội ở hầu hết các môn học. “Khi nhỏ, tôi từng ước mơ học Văn thật giỏi để lớn lên làm tiểu thuyết gia. Nhưng sau này, tôi lại muốn trở thành nhà khoa học, được làm việc tại NASA”, chị kể. Thi vào lớp 10, chị đậu trường chuyên nhưng vì gia đình khó khăn nên chọn học trường làng để giảm gánh nặng cho cha mẹ. Những năm cấp 3, Diện vẫn “giằng co” giữa đi theo tự nhiên hay Văn học. May mắn là thầy giáo dạy môn Vật lý đã giúp Diện có lựa chọn phù hợp. Sau đó, Diện đậu đại học và quyết định chọn sư phạm để được học thêm về vật lý.

Đây là con đường giúp cô gái trẻ Nguyễn Thị Diện bước những bậc thang đầu tiên trên hành trình nghiên cứu, trở thành 1 trong 25 sinh viên đầu tiên của Chương trình Vật lý tiên tiến do Bộ GD-ĐT thí điểm. Chương trình được Đại học Virginia (UVA, Mỹ) hỗ trợ, do GS Phạm Quang Hưng, nhà vật lý hạt nổi tiếng gốc Việt, làm đầu mối. Ông mang toàn bộ khung đào tạo từ UVA về Việt Nam và mời nhiều giáo sư, nhà khoa học uy tín từ Mỹ tham gia giảng dạy. Sau 4 năm, Diện tốt nghiệp xuất sắc, khóa luận đạt điểm cao nhất toàn khóa. “Tại lễ tốt nghiệp, tôi được Hiệu trưởng Đại học Huế đặc cách tuyển thẳng vào biên chế, trở thành giảng viên Trường Đại học Sư phạm Huế. Đó là niềm vinh dự lớn, khiến tôi rất tự hào!”, chị kể. Sở hữu cơ hội việc làm mà không phải sinh viên nào cũng chạm tới, nhưng Diện vẫn chọn du học, tiếp tục chinh phục đam mê trở thành nhà khoa học.

Tháng 8-2011, chị bắt đầu chương trình tiến sĩ tại UVA dưới sự dìu dắt của GS Phạm Quang Hưng và GS Donal Day. Sau 2 năm, chị được chuyển đến Phòng thí nghiệm quốc gia Thomas Jefferson (Jefferson Lab) để chuẩn bị làm luận án, dưới sự hướng dẫn của TS Douglas Higinbothom - chuyên gia về cấu trúc hạt nhân và thiết kế máy dò. Tại đây, nữ thực tập sinh Việt lần đầu chạm đến phòng thí nghiệm nằm sâu 20m dưới lòng đất, nơi đặt cỗ máy dò khổng lồ như một tòa nhà. Chị choáng ngợp trước sự hiện đại đó, rồi nghĩ thầm: “Chết thật! Ở đây, tôi gần như mù tịt chẳng biết cái gì hết. Kiểu này, chắc sớm muộn gì cũng bị đào thải”. Thấy cô học trò gần như “trắng tay” về kỹ năng thực hành, TS Douglas kiên nhẫn tìm tài liệu hướng dẫn. Từ đó, chị gần như “tạm trú” trong phòng thí nghiệm, tự học, tự thử, hỏi bất cứ ai khi gặp khó. Chỉ sau 2 tháng, chị đã thành thạo thao tác, tự thiết kế thiết bị thu tín hiệu và dữ liệu. Sự tiến bộ nhanh này khiến TS Douglas rất hài lòng...

Chị bắt đầu hòa nhập, tham gia các dự án lớn và được giao phụ trách một dự án độc lập. Từ một thực tập sinh trở thành nhân tố chủ chốt trong các dự án vật lý hạt nhân, đảm nhận vai trò trưởng nhóm thí nghiệm khi còn là nghiên cứu sinh…

Nhà nghiên cứu trẻ xuất sắc trên đất Mỹ

Tháng 12-2018, ở tuổi 30, Nguyễn Thị Diện bảo vệ thành công luận án tiến sĩ tại UVA. Đó là công trình nghiên cứu về tương tác giữa các nucleon (proton, neutron) ở cự ly cực ngắn bằng phương pháp tán xạ electron trên hạt nhân giàu neutron. Công trình được giới khoa học Mỹ đánh giá có ý nghĩa quan trọng trong việc làm sáng tỏ cấu trúc và cơ chế hình thành hạt nhân nguyên tử, mở ra hướng ứng dụng mới trong Vật lý hạt nhân và Vật lý thiên văn.

Công trình xuất sắc giúp chị được nhiều trường đại học Mỹ mời về làm việc, trong đó có Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), học viện nghiên cứu hàng đầu thế giới, nơi có 93 nhà khoa học đoạt giải Nobel. Chị chọn MIT để làm nghiên cứu sau tiến sĩ dưới sự hướng dẫn của GS Or Hen và GS Richard Milner. Bí quyết của chị là “học tập cởi mở, không giấu dốt”. Nhờ vậy, giữa môi trường đào tạo đỉnh cao ở MIT, chị vẫn nhanh chóng trưởng thành.

Trong thời gian này, chị có công trình nghiên cứu về cấu trúc các hạt nhân nhẹ, thực hiện những phép đo có độ chính xác cao để kiểm chứng các mô hình lý thuyết mới. “Các phép đo này giúp xác nhận tính đúng đắn của các mô hình lý thuyết phức tạp về cấu trúc hạt nhân, tạo tiền đề cho nghiên cứu hạt nhân nặng và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ”, chị nói về chuyên ngành một cách chân phương. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Physical Review Letters (PRL) - một trong những tạp chí khoa học uy tín nhất thế giới.

Với 2 công trình tiêu biểu, nữ tiến sĩ gốc Việt vinh dự nhận giải thưởng Nathan Isgur Fellowship của Phòng Thí nghiệm Jefferson (thuộc Bộ Năng lượng Mỹ) - giải thưởng danh giá dành cho các nhà nghiên cứu trẻ xuất sắc nhất nước Mỹ. Chị cũng là nhà khoa học nữ đầu tiên nhận giải thưởng này trong suốt 25 năm của giải thưởng. Sau vinh quang, chị trở lại với Jefferson Lab và tiếp tục phát triển chương trình nghiên cứu độc lập về cấu trúc spin của neutron, đồng thời phát triển kỹ thuật mới “polarize target” - một hướng nghiên cứu trọng điểm của Jefferson Lab trong việc tìm lời giải cho câu hỏi lớn của vật lý hạt nhân hiện đại: nguồn gốc của spin trong vật chất. Kết quả của hướng nghiên cứu này được kỳ vọng sẽ mở ra nhiều ứng dụng khoa học, trong đó có y học hạt nhân và điều trị ung thư bằng xạ trị chính xác cao.

Từ chuỗi thành tích ấn tượng, tháng 1-2024, chị được bổ nhiệm chức danh giáo sư tại Đại học Tennessee (UTK, Mỹ). Mới đây, chị lại đón tin vui khi đoạt giải thưởng DOE Career Award của Bộ Năng lượng Mỹ. Giải thưởng này giúp nữ giáo sư trẻ gốc Việt tiếp tục phát triển dự án nghiên cứu về neutron spin và polarize target để chinh phục những đỉnh cao mới. Trong thời gian tới, Mỹ sẽ xây dựng máy gia tốc hạt mới, một trong những công trình trọng điểm của thế giới về nghiên cứu cấu trúc hạt nhân nguyên tử, dự kiến vận hành giai đoạn 2030-2035. “Tôi mong sẽ là một trong những người đầu tiên tham gia dự án khổng lồ này”, GS Nguyễn Thị Diện kỳ vọng.