Trong ba ngày diễn ra cuộc thi mô hình hóa toán, đúng lúc đó các tiết học vật lý cơ bản sẽ được hoãn lại.

Mặc dù được phép nghỉ theo chỉ thị của nhà trường, nhưng Lục Chu nghĩ rằng việc xin nghỉ ngay từ tiết học đầu tiên không mấy hay, vì vậy anh quyết định tự mình mang giấy xin nghỉ đến, để không phiền đồng chí trưởng nhóm phải làm thay.

Theo thông tin trong lịch học do phòng giáo vụ cung cấp, giáo viên dạy môn vật lý cơ bản tên là Lý Vinh Ân, một giáo sư kinh nghiệm lâu năm. Sau khi hỏi được số điện thoại của ông ấy qua nhóm chat của trường, Lục Chu đã gọi điện trước để xác nhận rằng giáo viên có mặt tại văn phòng, sau đó mới mang giấy xin nghỉ đến.

Sau khi gõ cửa và bước vào, Lục Chu đặt giấy xin nghỉ lên bàn làm việc và giải thích mục đích của mình.

“Xin nghỉ à?” Nhìn vào giấy xin nghỉ, Giáo sư Lý đeo kính lão và mỉm cười nói: “Tên bạn là Lục Chu phải không?”

“Vâng.” Lục Chu gật đầu.

Giáo sư Lý cười và nói: “Được thôi, tôi sẽ đưa cho bạn hai câu hỏi. Nếu bạn giải được một câu, tôi sẽ chấp thuận yêu cầu xin nghỉ của bạn.”

Còn có cách làm này sao?!

Lục Chu sững sờ.

“Sao vậy? Sợ rồi à?” Giáo sư Lý cười hỏi.

“Không, không,” Lục Chu bình tĩnh lại và lắc đầu, “Hãy đưa câu hỏi cho tôi đi, thầy ạ.”

“Câu hỏi đầu tiên đây,” Giáo sư Lý ném một tờ giấy A4 vào tay Lục Chu, cười hiền và nói: “Hãy viết bao nhiêu tùy bạn, tôi muốn xem quá trình suy luận của bạn.”

Ngay cả câu hỏi cũng đã được chuẩn bị sẵn rồi?!

Lục Chu cảm thấy rằng giáo sư này chắc chắn đã lên kế hoạch trước; nếu không làm sao có thể chuẩn bị sẵn câu hỏi trên giấy A4 như vậy?

Tuy nhiên, dù đoán được điều đó, Lục Chu cũng không nói gì, mà chỉ cầm tờ giấy A4 lên và bắt đầu đọc câu hỏi.

【Thời gian bán rã của đồng U238 trong tàu ngầm hạt nhân là 4,5×10^9 năm. Trong quá trình phân rã, có 0,7% khả năng biến thành đồng U234, đồng thời phát ra một photon năng lượng cao. 93% trong số những photon này bị thép tàu ngầm hấp thụ. Vào năm 1981, các photon năng lượng cao phát ra từ tàu ngầm hạt nhân số U137 của Liên Xô đã được máy dò đặt cách nguồn phát (xử lý như một điểm) 1,5 mét đo được. Diện tích tiếp xúc của máy dò là 22 cm², hiệu suất là 0,25% (mỗi 400 photon tiếp xúc sẽ tạo ra một tín hiệu xung), và mỗi giờ máy dò ghi nhận được 125 tín hiệu.)

① Tính thời gian bán rã trung bình của đồng U238 (sử dụng công thức ln2 = 0,693).

② Tính khối lượng đồng U238 có trong tàu ngầm hạt nhân đó (đơn v

“Hay là chúng ta tìm chỗ ngồi lại và tính tiếp?”

“Không cần đâu, ở đây thôi.”

Nhận lấy cây bút và giấy viết mà Giáo sư Lý vừa đưa cho, Lục Chu đứng bên cạnh bàn làm việc, nhíu mày suy nghĩ một lát. Vật lý quả thực không phải là lĩnh vực mà anh giỏi. Nhưng sau một mùa hè học hành chăm chỉ, bây giờ anh hoàn toàn tự tin! Khoảng năm phút trôi qua, Lục Chu buông lỏng miệng, và ngòi bút bắt đầu di chuyển nhanh trên trang giấy.

【Quy luật phân rã của các đồng vị phóng xạ: N = N₀e^(-λt)

Mối quan hệ giữa hằng số phân rã và thời gian bán rã là: N₀/2 = N₀e^(-λT₁/2), từ đó suy ra T₁/2 = ln₂/λ】

Viết xong hai công thức này, ánh mắt Lục Chu lấp lánh. Anh đã thành công trong việc biến bài toán vật lý thành bài toán đại số cao cấp. Bước tiếp theo, là giải từng phần một! Đầu tiên, là câu hỏi đầu tiên… Ngòi bút di chuyển nhanh trên trang giấy A4:

【(1) Thời gian sống trung bình của đồng vị phóng xạ t = ∫λNtdt/N₀ = …… = 1,1443T₁/2

Thay các số liệu vào, ta được t = 6,49×10⁹ năm.】

Liếc nhìn trang giấy A4, Giáo sư Lý Rong Ân nhướng mày, ánh mắt hiện lên vẻ thích thú. Không để ý đến biểu cảm của giáo sư, Lục Chu tiếp tục giải câu hỏi tiếp theo:

【Dựa vào thông tin trong đề bài, số lượng photon năng lượng cao được tạo ra khi đồng vị phân rã thành U²³⁴ trong khoảng thời gian dt là -dN·n₀ = n₀λNdt

Giả sử hiệu suất của photon khi đi xuyên qua tấm thép là n¹, thì số lượng photon đi xuyên qua tấm thép trong khoảng thời gian dt là dN₁ = n₀λNdt·n¹

Số lượng photon đi vào máy dò… Số lượng tín hiệu được tạo ra trong máy dò… Từ đó có thể tính được lượng U²³⁸ trong tàu ngầm, và từ đó suy ra tổng số hạt nhân U²³⁸.】

Lục Chu thay các số liệu vào và tính ra được lượng hạt nhân U²³⁸ trong tàu ngầm là N = 7,456×10²⁵. Nhưng đúng lúc anh chuẩn bị thay giá trị N vào công thức M = Nײ³⁸u để hoàn thành phần cuối cùng của bài toán, Giáo sư Lý Rong Ân bất ngờ nói:

“Được rồi, coi như bạn đã giải xong.”

Lục Chu: ???

Anh lập tức cảm thấy không hài lòng. Cái gọi là “coi như đã giải xong” là sao? Anh đã giải đến đây rồi, sao giáo sư không đợi anh hoàn thành mới nói gì cơ?!

“Giáo sư ơi, con vẫn chưa giải xong…”

“Bạn đã giải đến bước này rồi; một học sinh trung học cũng có thể giải được,” Giáo sư Lý cười nói, “Nếu bạn muốn giải tiếp thì cứ giải đi, tùy bạn thôi.”

Bầu không khí làm bài đã bị phá hỏng hoàn toàn rồi, Lục Chu thật sự không biết nói gì nữa.

Không thể chống lại sự ám ảnh của chứng bắt buộc, anh vẫn viết kết quả vào cuối trang.

Đáp án M = 29,634 kg; lấy hai chữ số sau thập phân thì khoảng 30 kg.

Các bước giải đều đúng, kết quả cũng hoàn toàn chính xác, không có gì phải nghi ngờ.

Lục Chu đánh dấu một dấu chấm hết viên mãn cho câu đề này.

“Cậu có muốn nghe câu đề thứ hai không?” Li Rong Ân cười nói.

Dù Lục Chu muốn nói “không muốn”, nhưng nghĩ đến việc giáo sư vẫn chưa duyệt giấy phép nghỉ của mình, anh đành không thể làm gì khác được và đáp: “Thầy cứ nói đi.”

Li Rong Ân cười và tiếp tục: “Đừng lo lắng, câu đề thứ hai rất đơn giản. Cậu chỉ cần giải thích cho tôi nghe về cách diễn đạt Định luật thứ hai của nhiệt động lực học theo Kennan là được.”

Nghe thấy câu hỏi này, Lục Chu thở phào nhẹ nhõm.

Ban đầu anh còn nghĩ rằng giáo sư sẽ đặt ra một câu hỏi cực kỳ khó để kiểm tra anh, nhằm nhắc nhở anh đừng tự mãn… Nhưng không ngờ giáo sư Li lại không theo khuôn mẫu thông thường, mà đơn giản là bỏ qua anh thôi.

Nói chung, Định luật thứ hai của nhiệt động lực học có hai cách diễn đạt chính: một là cách diễn đạt nổi tiếng của Kelvin, và cái còn lại là cách diễn đạt mà Clausius đề cập trong bài báo năm 1850.

Còn cách diễn đạt của Kennan thì là một phương pháp mới xuất hiện gần đây.

Nếu bạn chăm chỉ học tập trong sách giáo khoa, thì chắc chắn sẽ không bỏ sót điều này.

Đó là:

“Đối với một hệ có năng lượng, thành phần vật chất và các tham số đã được xác định, tồn tại một trạng thái cân bằng ổn định: tất cả các trạng thái khác đều có thể đạt được thông qua các quá trình có thể đảo ngược.” Giống như đang thuộc lòng bài học, Lục Chu lặp lại đoạn giải thích này.

“Tốt lắm,” Li Rong Ân gật đầu đồng ý.

Trong các sách giáo khoa dành cho sinh viên không chuyên ngành vật lý, thông tin tiên tiến như thế này thường không được đề cập trong phần chính, mà chỉ được ghi chú ở phụ lục. Thông thường, những sinh viên không quan tâm đến vật lý sẽ không bao giờ đọc đến phần đó sau khi tốt nghiệp.

Nếu Lục Chu có thể nắm vững một kiến thức ít được biết đến như thế này, thì đủ chứng minh rằng anh đã hiểu sâu sắc toàn bộ nội dung cuốn sách giáo khoa “Vật lý Đại học” này.

Sau những bài kiểm tra từ dễ đến khó như vậy, Li Rong Ân giờ đây có thể khẳng định rằng, khóa học dành cho sinh viên không chuyên ngành vật lý này thực sự không còn gì để dạy anh nữa.

Có vẻ như lão Đường quả thực không nói dối; cậu bé này thực sự là một tài năng!

Sau khi ký vào giấy xin phép, Lý Vinh Ân lấy cuốn sổ ghi tên ra khỏi ngăn kéo, vừa đánh dấu hai chữ “√” vào đó, vừa nói bằng giọng điệu của một người lớn tuổi:

“Lục Chu à.”

“Có chuyện gì ạ?”

“Con có ý định học tiếp thạc sĩ không?”

Lục Chu suy nghĩ một chút rồi trả lời một cách không chắc chắn: “Có lẽ là có.”

Ai biết được chuyện tương lai sẽ ra sao chứ?

Nhưng trực giác của Giáo sư Lý rõ ràng không nhạy bén bằng ông Đường; ông hoàn toàn không nhận ra sự do dự trong giọng nói của Lục Chu, mà ngược lại còn gật đầu đồng ý và tiếp tục nói:

“Khoa Vật lý của trường Nam Đại học chúng ta được coi là thuộc hàng top trong các trường đại học cả nước. Nếu nói một cách khiêm tốn thì có thể xem ngang hàng với Bắc Đại học. Tuy nhiên, nếu nói cụ thể về các lĩnh vực nghiên cứu như vật lý siêu dẫn, hệ thống electron có liên kết mạnh, hay vật lý hạt và thiết kế vật liệu, thì họ không bằng chúng ta đâu. Nếu con quan tâm đến lĩnh vực vật lý, khi thi vào cao học có thể đến tìm tôi. Phòng thí nghiệm ống nano carbon của chúng tôi đang cần những người có kiến thức xuất sắc trong lĩnh vực toán học.”

Điều này...

Có phải là ông đang ám chỉ rằng tôi nên nộp đơn học cao học với ông không?

Lục Chu cảm thấy buồn cười và bối rối; anh mới chỉ học năm thứ hai mà thôi, còn lâu mới đến lúc thi vào cao học.

Dù sao đi nữa, đây cũng là lòng tốt của thầy cô.

Lục Chu thành thật nói: “Cảm ơn thầy.”

Lý Vinh Ân mỉm cười và gật đầu: “Được rồi, cầm giấy xin phép này đi đi. Con nên tham gia càng nhiều cuộc thi như thế này càng tốt. Nếu con không giỏi về mặt chính trị, có thể xem xét việc được miễn thi vào cao học. Hoặc đợi đến năm sau, khi con lên năm thứ ba, có thể đến hỏi tôi hoặc thầy Đường cũng được.”

Lục Chu mỉm cười cảm ơn và không nói thêm gì nữa, rồi nhanh chóng cáo từ với tấm giấy xin phép quý giá này.