Tia Chết Chóc" Hóa Ra Không Như Lời Đồn

Điều mà hầu hết mọi người không biết là nguồn sáng phổ biến nhất trong lịch sử nhân loại ban đầu từng bị chế giễu là một trò ảo thuật rẻ tiền vô dụng.

Đó là ngày 16 tháng 5 năm 1960. Một nhà vật lý 32 tuổi tên là Theodore Maiman đang đứng trong một phòng thí nghiệm chật hẹp, rực rỡ ánh đèn ở Malibu, California. Ông đang nhìn chằm chằm vào một tinh thể hồng ngọc nhân tạo màu hồng, dài chính xác 1,5 cm và có đường kính 0,95 cm.

Xung quanh khối trụ nhỏ bé này, ông đã quấn một chiếc đèn flash máy ảnh dạng cuộn. Nó trông giống như một món đồ chơi tự chế, thứ gì đó được lắp ghép từ các bộ phận máy ảnh thừa. Nhưng khi ông kích hoạt đèn flash, khối hồng ngọc đã hấp thụ luồng ánh sáng cường độ cao đó.

Trong chính xác 300 micro giây, tinh thể này đã phát lại một xung ánh sáng đỏ thẫm rực rỡ, tập trung cao độ ở bước sóng 694,3 nanomet. Đó chính là thiết bị laser quang học đầu tiên trên thế giới.

Một giải pháp đi tìm vấn đề

Bạn có thể lầm tưởng rằng khoảnh khắc này sẽ nhận được những tràng pháo tay ngay lập tức và sự công nhận toàn cầu. Thực tế thì nản lòng hơn nhiều. Khi Maiman cố gắng công bố những phát hiện của mình, tạp chí uy tín Physical Review Letters đã nhanh chóng từ chối bản thảo của ông.

Các biên tập viên cho rằng công trình này hoàn toàn không có gì nổi bật. Ngay cả những cấp trên của ông tại Hughes Research Laboratories trước đó cũng đã yêu cầu ông ngừng lãng phí thời gian vào dự án này. Họ đơn giản là không thể thấy được bất kỳ ứng dụng thực tế nào cho một chùm sáng tập trung.

Cộng đồng khoa học đã chế giễu và gọi laser là “một giải pháp đang đi tìm vấn đề”. Họ coi đó là một màn trình diễn vật lý thú vị nhưng không có giá trị sử dụng trong thế giới thực. Giống như cách các kỹ sư hiện đại đôi khi hoài nghi về các phần cứng tiêu dùng siêu tiên tiến—một động thái đã được khám phá trong bài viết Tại sao chiếc điện thoại của bạn lại khiến NASA khiếp sợ—giới chuyên môn năm 1960 ưu tiên những phương pháp đã được thiết lập hơn là những thiết bị mới hào nhoáng.

Cuộc đua mà ông không định sẵn là kẻ thắng cuộc

Maiman hoàn toàn là một kẻ yếu thế. Vào thời điểm đó, những “gã khổng lồ” vật lý được tài trợ dồi dào như Charles Townes và Arthur Schawlow đang chạy đua để chế tạo một chiếc “maser quang học”. Họ có sự hậu thuẫn của các tổ chức lớn và ngân sách khổng lồ.

Những nhân vật tầm cỡ này đã công khai gạt bỏ hồng ngọc như một vật liệu khả thi. Họ tin rằng một hỗn hợp khí phức tạp là cách duy nhất để đạt được sự khuếch đại ánh sáng. Maiman đã phớt lờ họ.

Tinh thể hồng ngọc mà ông sử dụng được pha tạp các nguyên tử crom. Khi đèn flash phát nổ, nó kích thích các nguyên tử này, buộc chúng phải giữ năng lượng trong một phần triệu giây trước khi giải phóng dưới dạng các photon đồng nhất. Những photon này nảy qua lại giữa các gương tráng bạc ở hai đầu thanh, nhân lên cho đến khi chúng xuyên qua đầu bán trong suốt.

Toàn bộ thiết lập của ông chỉ tốn khoảng 50 USD tiền nguyên liệu. Đây là một câu chuyện kinh điển về việc sự đơn giản vượt qua những giả định phức tạp, tương đồng với triết lý kỹ thuật giải thích Tại sao NASA tin dùng các bộ vi xử lý từ thập niên 1970 cho các sứ mệnh không gian quan trọng.

Phát minh vô dụng

Khi báo giới cuối cùng cũng biết về chiếc laser hoạt động được của Maiman, họ đã hoàn toàn hiểu sai về nó. Các mặt báo giật tít về một “tia chết chóc” mới có khả năng làm bốc hơi cả những thành phố. Maiman đã phải liên tục giải thích rằng thanh hồng ngọc nhỏ bé của mình còn khó có thể làm cháy một điểm nhỏ trên tờ giấy.

Tuy nhiên, chùm tia đỏ yếu ớt đó đã thay đổi quỹ đạo phát triển của nhân loại. Laser cuối cùng đã trở thành xương sống của internet cáp quang, máy quét mã vạch, đầu đĩa CD và phẫu thuật chính xác. Nó định hình lại ngành sản xuất, truyền thông toàn cầu và y học.

Maiman chưa bao giờ chế tạo vũ khí. Ông đã tạo ra một công cụ thắp sáng kỷ nguyên hiện đại, nảy sinh từ một tinh thể hồng nhỏ bé mà mọi người đều nói với ông rằng nó sẽ thất bại.

Còn bao nhiêu khám phá “vô dụng” khác đang nằm trong những phòng thí nghiệm chật hẹp ngay lúc này, chỉ để chờ đợi phần còn lại của thế giới bắt kịp?