GIẢI NOBEL VẬT LÝ 2001
Các cuộc thám hiểm của Ketterle trong thế giới kỹ thuật bắt đầu với Legos.
Đó là một trò chơi xây dựng các vật chuyển động từ các khối xây dựng cơ bản.
Ketterlerấtsángtạotrongtrò chơi này. Ketterlecóthể sử dụngcácbộ lắp rápđiện,
các bộ sửa chữa đồ dùng gia đình vàlàm đượcđồ mộc. Chamẹ Ketterle rấttin vào
khả năng của ông khi cho phép ông làm thực nghiệm với các hỗn hợp dễ nổ. Điều
gây ấn tượng đối với Ketterle là một hỗn hợp như thế có khả năng làm chảy kim
loại. Ketterle còn tháo rời các đài vô tuyến và tivi cũ và kết hợp một đài vô tuyến
xách tay và một bộ khuếch đại âm thanh của ống chân không để tạo ra âm thanh
nổi. Ketterle quan tâm học nhiều về điện tử nhưng ông thất vọng vì các bộ lắpráp
điện tử chỉ giải thích cách phối hợp các bộ phận với nhau như thế nào chứ không
giải thích được các bộ phận này thực sự hoạt động như thế nào. Vì thế, Ketterle
mặc dù thám hiểm khoa học và công nghệ từ lúc còn nhỏ ông không hiểu sâu sắc
lắm. Điều đó một phần vì không ai giảng giải cho ông và một phần vì ông sử dụng
nhiều thời gian ở trườngvà chơi thể thao.
Ketterle học tiểu học ở Eppelheim và Heidelberg. Các bài học khoa học của
ông không cóthí nghiệm và sự đa dạng của cácđề tài và trò chơikhoa học mà con
cái của Ketterle sau này rấtthích thú ở trường của chúng. Tuythế, các bài học này
rất có ích đối với sự quan tâm của Ketterle. Ketterle còn nhớ đến một giáo viên
toán tên là Albrecht Strobel. Strobel giảng bài theo cảm hứng. Ông ấy thách đố
Ketterle với các bài toán đặc biệt và cố gắng truyền thụ cách tiếp cận các vấn đề
toán họctheo cáchvui đùa. Khoa học và toán họckhông đòi hỏiquánhiều cố gắng
của Ketterle. Ketterle học chăm chỉ để đạt điểm cao nhất về ngôn ngữ và các môn
họckhác.Vìthế,Ketterlelà họcsinhgiỏi nhấttronglớphọccủa ông.Ngoàigiờ học,
Ketterlethíchchơi bóngđá và bóngrổ. Ôngcóthể chạy xavàthỉnh thoảngthi nhảy
sào. Ketterle còn duy trì chơi thể thao cho tận tận bây giờ. Khi Ketterle khoảng 30
tuổi, ông có thể chạy maratông trong vòng ba giờ vàtham gia các cuộc đua xeđạp
đườngdài.
Sau khi tốt nghiệp trường trung cao, Ketterle muốn vào học đại học ngành
vật lý, toán học hợc khoa học máy tính. Ông quyết định học vật lý vì ông cho rằng
vật lý sẽ kếthợp thế giới thựcvà toán học. Lúc này, ông chưa hình dung được bức

tranh của vật lý hiện đại. Khiông họcnhiều hơnvề vậtlý, ôngngày càng yêu thích
nó. Trước khi vào học đại học, Ketterle nhận được học bổng của Quỹ tài trợ tài
năng Quốc gia Đức và một phần của học bổng này là cơ hộitham dự các khóa học
hè đặc biệt ở dãy Alps (Italia). Ông có dịp chiêm ngưỡng vẻ đẹp của đồi núi và đi
bộ đường dài. Từ đó, nó trở thành một trongcác hoạt động ưa thíchcủa ông. Điều
quan trọngnhấtlà cáckhóahọcnày đã lựachọn được một nhómcủa cácsinh viên
rất giỏi. Các mối tương tác với họ là động lực thúc đẩy ông đặt racác mục tiêu cao
trong cuộc sống của ông.
Năm 1976 Ketterle vào học Đại học Heidelberg. Trường đại học này là
trường đại họcthứ hai củanước Đứcvà nó được thànhlập năm1386. Sau khi học
hai năm, Ketterle đã vượt qua kỳ thi trung gian và chuyển sang học Đại học Kỹ
thuật Munich.Ôngmuốn họctrườngnàyvìMunich làmộttrongcácthànhphố hấp
dẫn nhất của nước Đức và Đại học Kỹ thuật Munich là một trường tuyệt vời về
nhiều lĩnh vực con khác nhau. Khi đó, Ketterle không chắc mình sẽ đi sâu vào
chuyên môn nào vàchỉ có mộtý niệm không rõ ràng về lĩnh vực hiện nay của ông
là vậtlý nguyêntử.
Bắt đầu một cuộc sống độc lập ở một thành phố mới thực không dễ dàng.
Việc gần dãy Alps là một lời mời đến đó đi bộ đường dài về mùa hè và trượt tuyết
về mùa đông. Ông yêu thích cả nhà hát lớn và nhà hát nhỏ cùng với các bảo tàng
nghệ thuậtở Munich.Ketterlecònthamgiavào hoạtđộngcủaphongtràohòabình
và hoạtđộng của một nhóm nghiên cứu về các vấn đề của thế giới thứ ba.
Vàothời giancuốiở Đạihọc Kỹ thuật Munich,Ketterle rấtquan tâmđếnvật
lýlý thuyết và viết luận văntốt nghiệpđại họcvới đề tàivề sự hồi phụcspin trong
các vậtliệuhỗn độn. Luận văn của Ketterle do giáo sư Wolfgang Gotze hướng dẫn.
Ketterle học được sự tường minh của Gotze trong việc phân tích các bài toán và
cách Gotze thu được hiểu biết vật lý từ các lời giải toán học. Đề tài luận văn cần
thực hiện trong một năm và cuối cùng Ketterle tự tìm ra điểm quyết định trong
cuộcđờicủamình.Chođếnlúc đó,ôngđã tậptrungvàocácvấn đề khoa họcthuần
túy và ông muốn có kinh nghiệm về vật lý ứng dụng và kết hợp nó với các vấn đề
của thế giới thực. Do đó để chuẩn bị cho luận án tiến sĩ của mình, Ketterle chọn

một đề tài thực nghiệm là phân tích vết của các chất bán dẫn bằng cách sử dụng
quangphổ laze. Đề tàinàydogiáosư Herbert Walther vàtiếnsĩ HartmutFigger tại
Viện Quang học lượng tử Max-Planck ở Garching hướng dẫn. Sau một năm thực
hiệnđề tài này,ông nhận rarằngđề tàinày quákhóthựchiệntrongđiềukiệnthiết
bị luíc đó. Do ông không muốn bắt đầu từ con số không, ông tiếp tục nghiên cứu ở
cùng phòng thí nghiệm và tập trung vào quang phổ cơ bản của các phân tử nhỏ.
Ketterle đã tạo ra các phân tử trung hòakích thích bằngcách chuyển điệntích cho
một chùm ioncó khối lượnglựa chọn. Điềunày đemlại choông khả năng chọn lọc
cao hơn nhiều trong việc quansát các phân tử nàođó sovới những sự phóng điện
thông thường và ông thu được phổ phát quang hầu như tinh khiết của hyđrô ba
nguyêntử.
Đến cuốithờigianlàm nghiêncứu,Ketterleápdụng cùngmộtphươngpháp
cho hiđrua helivà quan sát thấy phổ giánđoạn đầu tiêncủa phântử này.Điềunày
xác nhận sự tồn tại của hiđrua heli. Hiđrua heli là phân tử dị hạt nhân đơn giản
nhất (ngoài HDra) mà trước đó người tachưa quan sất được phổ của nó. Ketterle
rấthứng thúkhiông lầnđầutiêntạorahiđruahelivàquay cáchtử của bộ tạo đơn
sắcdùng để ghilại phổ của hiđrua heli. Khiđó, xuất hiệnánhsánghầu như ở khắp
nơitrong cácvùngnhìnthấy vàvùng gần hồng ngoại. Trong một vàitháng tiếpđó,
ông đã giải mã được phổ này vàthu được các giá trị đầu tiên đối với các chiều dài
liênkếtvàtầnsố daođộngcủaphântử hiđruaheli. Ôngcảmthấyhạnphúckhixác
địnhđượccáctínhchấtcơ bảncủamột phântử mới.Saukhibảovệ luậnán tiếnsĩ,
Ketterle làmthực tập sinh ở Viện Max-Planck và nghiên cứu sự kíchthích lazecủa
các trạng thái Rydberg đối với hyđrô ba nguyên tử và hiđrua heli. Ông đã thành
côngtrong việcphân tíchtấtcả phổ phátxạ củahiđrua heli màôngđã pháthiệnra
trongkhi làmnghiêncứu sinh. Việcphântíchphổ kháphứctạpvìsự quayphântử
dẫn đến một sự phá vỡ phép gần đúng Born-Oppenheimer gọi là sự tách đội L (L-
uncoupling). Vìthế, xảy ra sự trộn củacác trạng thái electron khác nhau.Hơn nữa,
phổ bị nhiễu loạn bởi các tương tác giữa các trạng thái s, p và d. Một số các trạng
thái electron và các nhiễu loạn của chúng cần phải được tái hiện đồng thời trước
khi phổ tính toán bắt đầu chỉ ra một sự tương tự nào đó với số liệu. Ketterle xem

việc tìm ra lời giải chobí ẩn này là một trong nghiên cứu khó nhất mà ông đã làm
được.
Trước khi hoàn thành luận ántiến sĩ của mình, Ketterle đã biết rằng ông sẽ
không làm về quang phổ phân tử nữa. Ông muốn nghiên cứu trong một lĩnh vực
vật lý cơ bảnhơn hoặc tập trung vào một lĩnh vực liênquan trực tiếp đến nhu cầu
của xã hội. Ketterle đã tham gia một số cuộc phỏng vấn và có một số lời mời làm
việc tại một số cơ sở côngnghiệp. Cuối cùng,ông quyết dịnh theođuổinghiên cứu
ứngdụngtrongmộtcơ sở trườngđạihọcnhằmduytrìítnhấtsự tự donghiêncứu
khoa học. Ketterle tham gia vào nhóm của giáo sư Jurgen Wolfrum tại Đại học
Heidelberg. Ở dó, ông nghiên cứu hóa lý và tập trung vào phép chẩn đoán cháy
bằnglaze.Quangphổ phântử mà lúcđó ônglàmộtchuyêngiađã đượcsử dụngđể
đonhiệtđộ và các nồng độ phântử trong một ngọn lửa.Một trong cácđề tàichính
của ôngđã được thực hiện khi hợp tácvớiHãng Volkswagen. Nhiệm vụ của ông là
vận chuyển một tải trọng của các laze và thiết bị đến một giá thử nghiệm động cơ
tạimộtnhà máyvàtínhđến các vấnđề như muộithantrên các cửasổ củađộng cơ
nhìn suốt quađược và sự chảy nhỏ giọt của dầu từ một động cơ Diesel.
Sự thay đổi lĩnh vực làm việc là một kinh nghiệm rất quan trọng đối với
Ketterle. Kinh ngạc khi nhìn thấy nhiều điều mà mình học được trước đây có thể
được áp dụng trong lĩnh vực mới, Ketterle nhận thức được rằng các năng lực
chung quantrọng hơnnhiều sovớikiếnthứcriêng.Ông nghĩ cầnmộtthời giandài
để ông có thể trở nên có ích trong môi trường mới của mình nhưng chỉ một thời
gian ngắn sau khi ông chuyển sang lĩnh vực mới, các nghiên cứu sinh trong lĩnh
vực này đã tìm gặp ông để xin ýkiến giúp đỡ. Kinh nghiệm này giúp ông tự tin để
mạohiểm đivàocáclĩnhvựcmới vàtạoralựcđẩychoquyếtđịnhsaunày củaông
là đến Mỹ và bắt đầu trở lại một lầnnữa trong mộtlĩnh vựcmới.
Khi công việc của bạn liên quan trực tiếp đến sự cháy sạch hơn và có hiệu
quả hơn, bạn cóthể dễ dàngthuyết phụcnhững người không làmkhoa họcvề tính
liên quan trong nghiêncứu củabạn. Ketterlrthíchthúđiềuđó cũng như cáctương
tác với công nghiệp và các kỹ sư. Tuy nhiên, ông bắt đầu quên mất một điều là sự
tìm kiếm kiến thức thuần túy và sự theo đuổi mục đích mà chúng chỉ được xác

định một cách mập mờ và thay đổi thành những tiến bộ nghiên cứu. Do đó, ông
nhậnra rằng vị trí củaông cần phải ở trong nghiên cứu cơ bản.
Lúc 32 tuổi, Ketterle quyếtđịnh thay đổilĩnh vựclàm việcmột lần nữa.Ông
muốn chuyển sang một lĩnhvực củavật lýcơ bảnmàở đó ông cóthể áp dụngmột
số kiến thức của mình trong quang học và quang phổ và do đó ông nhận ra lĩnh
vực của các nguyên tử lạnh như một lĩnh vực có triển vọng nhất. Khi đó, Ketterle
chorằnglĩnhvựclàmlạnhvàbẫybằng lazeđã tiếnđếnđỉnh caocủanónhưngvẫn
còn đủ chỗ để nghiên cứu.Ông không dự tính được rằng điều tốt nhấtcòn chưatới.
Việc rời khỏi một vị trí lâu dài ở Đức và nhận một vị trí thực tập sinh ngắn
hạn ở Mỹ là một sự bất trắc đối với bản thân Ketterle và gia đình ông. Tuy nhiên,
thời gian nghiên cứu cháy ở Heidelberg đã giúp ông phát hiện ra cái mà ông thực
sự muốnlàm và củngcố thêmsự tự tincủa ông.Ketterletự nguyệnchấpnhận các
bất trắcmàmộtvàinămtrước đâyông khôngdámlàm. Quatiếp xúc mọi ngườivà
đọc các tuyển tập báocáo hộinghị, Ketterle nhận racácnhómhàngđầu tronglĩnh
vựcnguyên tử lạnh mà ông quantâm vàliên lạcvớicácnhóm nàyđể đề nghị cộng
tác nghiên cứuvới họ. Ông đã nhận được hailờiđề nghị cộng tác từ các nhóm này
mặc dù ông thiếu kinh nghiệm về các nguyên tử lạnh. Mùa xuân năm 1990,
Ketterle đếnlàm việc với nhóm củaDave Pritchardở MIT.
Trong năm đầu tiên ở MIT, Ketterle nhận được học bổng của Cơ quan trao
đổi hàn lâm Đức (DAAD). Đó là một truyền thống ở Đức nhằm hỗ trợ nghiên cứu
khoahọcở nướcngoài.Khôngmaylàtruyền thốngnàykhông cóở Mỹ.Ở MIT,một
nửa số nghiên cứu sinh là người nước ngoài. Ở đó người ta không có thành kiến.
Họ khá khoan dung và đánh giá cao những ý tưởng và phong cách làm việc khác
thường. Ketterle nhận ra một bầu không khí đặc biệt trong nhóm của Pritchard.
Trước đây, ông làm việc trong hai nhóm khá lớn ở Đức. Nhóm của Pritchard nhỏ
hơn. Cáctươngtác giữa Ketterle vàPritchard vàcác thành viên kháccủa nhóm rất
thông tục. Cả nhóm tạo ra một bầu không khí bạn bè thân thiết. Kiến thức của
Pritchard về các nguyên tử lạnh rất uyên bác. Trong các cuộc thảo luận trao đổi,
Pritchard cóthể trả lờihầunhư bấtkỳ câuhỏinào và ngay lậptứcđưara đánh giá
xem hiện tượng có thể quan sát được hay không. Lúc đầu, Ketterle cảm thấy sự

hăm dọa và thách đố bởi quyền uy khoa học của Pritchard nhưng hai người sớm
trở thành những người bạn bình đẳng hơn. Đó là sự mở đầu của một sự hợp tác
tuyệt vời mànó cho đến nayvẫn còntiếp tục.
Năm 1986 Ketterle cưới vợ là Gabriete Sauer. Vợ chồng ông có ba con là
Jonas (sinh năm 1986), Johanna (sinh năm 1988) vàHolger (sinh năm 1992). Ông
và vợ ông rất khác nhau và sống xa nhau nhiều năm. Năm 2001, họ chia tay nhau
hai tháng trước khi có thông báo rằng ông được trao Giải
Nobel.
Carl E. Wieman sinh ngày 26 tháng 3 năm 1951 tại Corvallis (Oregon, Mỹ)
và là con thứ tư trong một gia đình có năm con. Ông bảo vệ luận án tiến sĩ tại Đại
học Stanford năm 1977 và trở thành giáo sư vật lý tại Đạihọc Colorado ở Boulder
từ năm 1987.
Cha mẹ Wieman là N. Orr và Alison Wieman và đều tốt nghiệp đại học. Cha
Wieman bắt đầu làm việc trong ngành công nghiệp khai thác rừng và trong phần
lớn tuổi thơ của Wieman, cha Wieman làm thợ cưa trong một nhà máy cưa. Hầu
hết thời thơ ấu của Wieman sống trong các khu rừng ở Oregon. Có lẽ tính độc lập
của Wieman sớm hình thành vì ông sống xa các ngôi nhà khác và các đô thị.
Wiemanthườnglang thangtrong cáckhurừngcây lãnh sam(fir)Douglascaongất.
Wieman dành nhiều thì giờ đọc sách và hái quả và nõn cây lãnh sam để kiếm tiền.
Cứ đến thứ bẩy hàngtuần, gia đình Wiemanlạiđi đến thị trấn gầnnhất để muabán
hànghóa.Mộtsự dừng chânở thư viện công luônluônlàmột phầncủacácchuyến
đi này. Cha mẹ Wieman cố gắng sắp xếp để con cái của họ được sử dụng sách của
thư viện.Cácthủ thư chophépWieman mượn quásố sách qui địnhcủa thư viện là
năm cuốn. Các gia đình đều có ti vi trừ gia đình Wieman. Điều đó lại rất tốt cho
Wiemanvì Wiemandành thì giờ để đọc sách mà khôngmất thì giờ xem ti vi.
Wieman đến trường tiểu học (cho đến lớp 6) tại trường phổ thông thung
lũng Kings. Đó là một trường nông thôn nhỏ mà nó được mở rộng từ một phòng
sang ba phòng một thời gian ngắn trước khi Wieman vào học. Các giáo viên lý
tưởng trẻ tuổi về toán học và khoa học ở đây đã có ảnh hưởng quan trọng đến
Wieman. Wieman đặc biệtnhớ đếngiáo viên khoa họccủa mìnhlàRon Tobias. Khi

đó,Tobiasvừa mớibắt đầucôngviệcgiảng dạycủa mình.Bạnhọc vớiWieman đều
là con cái của những người đốn củi và nông dân. Vì thế, việc học đối với các học
sinh này không được chúý lắm vàrất khódạy họ đối với mộtgiáo viêntrẻ. Tobias
bằng kiến thức và nhiệt tình của mình đã khơi dậy sự quan tâm của Wieman đối
vớikhoa học.Wieman cònnhớ nhữnggiải thích củaTobias về cáccấu trúc củacác
nguyên tử trong bảng tuần hoàn và các cấu trúc này xác định nhiều tính chất hóa
họcvà cácphảnứngphân tử khácnhaunhư thế nào. SaukhiWiemanhọc xong lớp
7, cha mẹ Wieman chuyển gia đình đến Corvallis. Anh em Wieman tránh phải đi
học xa bằng xe ô tô và có điều kiện học ở hệ thống trường tốt hơn trong một
“thành phố lớn” có 25 000 dân. Gia đình Wieman chuyển đến một ngôi nhà trong
đó cómột hệ thống sưởi nóng trung tâm thay cholò gỗ ở nhà cũ và có một đường
phố lát thực sự ở ngoài mặt trước nhà. Mặc dù Wieman không bao giờ là một đứa
trẻ dễ hòa nhập lắm. Corvallis cung cấp cho Wieman những người bạn đồng hành
dễ chịu hơnmộtchút.Nhữngquan tâmhiểubiếtcủaWieman vànhững quanđiểm
chính trị tự do của cha mẹ Wieman luôn luôn bất hòa một chút với các khuynh
hướng của các bạn học nông thôn trước đây của Wieman nhưng Wieman thích
nghi tốt hơn với các bạn bè có cha mẹ làm việc tại Đại học Quốc gia Oregon.
Wieman trở nên một người bạn gần gũi với một đứa trẻ rất nhanh trí là Brook
Firey. Chacủa Firey tên là Bill và ông là mộtgiáo sư toán học. Một mùa hè Bill dạy
choFirey vàWieman mộtkhóa họcriêngvề hình học.Khi đó, Wieman không nhận
ra có một điều gì đó bất thường về việc một giáo sư đại học sử dụng một vài giờ
mỗingày để cung cấp sự hướng dẫn cá nhâncho hai đứa trẻ 14 tuổi.
Ở trường trung cao, Wieman là một học sinh tốt nhưng không bao giờ nằm
trongsố học sinhgiỏinhất củalớp.Wieman làmchủ đượcsáchvở của mình nhưng
thường hơi quá độc lập để làm chính xác điều mà giáo viên mong muốn. Vì thế,
Wieman khôngbaogiờ đượcxemnhư nằm trongsố cáchọcsinh hàngđầucủa lớp.
Thường thì giáo viên càng kém (ít nhất theo đánh giá của Wieman), thứ bậc của
Wieman tronglớpcàngthấp.Mặc dù luônluôn quan tâmđếnkhoahọc, cácgiờ học
đáng nhớ nhất của Wieman là các giờ học văn học và viết. Từ lớp 7 đến lớp 10,
Wieman say mê chơi cờ vua và hàng ngày đều dành thời gian nhiều giờ để tập

luyện. Wieman đã đi thi đấu ở khắp Oregon và thỉnh thoảng đến các bang lân cận
để tham gia các các cuộc thi đấu nhiều vòng. Wieman đạt hạng cao ở vùng tây bắc
Mỹ trong nhóm tuổi của mình nhưng ở tuổi 16 Wieman quyết định “nghỉ hưu” để
sử dụngthờigian củamình vàocáchoạtđộngbổ íchhơn.Cáchoạtđộngnày làhọc
tập và chơi quần vợt.
Các lớp học ở trường trung cao đủ tốt để cho phép Wieman được nhận vào
MIT. Wieman nghi ngờ việc mình được nhận vào trường đại học là nhờ giúp đỡ
của những người nào đó. Có thể họ muốn lôikéosự chú ý bằng cách nhận vàohọc
một họcsinh từ một vùng xa xôihẻolánh như vùngrừngnúiOregon. Tàinăng của
Wieman về chơi cờ vua và quần vợt cũng có thể đóng một vai trò nào đó. Mặc dù
nhiều người có thể ngạc nhiên về việc một đứa trẻ ở vùng rừng núi Oregon khao
khátvàohọcMITnhưngviệc WiemanvàohọcMITcó thể đượcgiải thíchbởi nhiều
lý do. Chẳng hạn như gia đình Wieman luôn luôn quan tâm đến việc giáo dục con
cái và tạo mọi điều kiện để con cái tự do phát triển khả năng của chúng. Cha mẹ
của Wieman đều tốt nghiệp đạihọc vàxuất phát từ cácgia đình đượcgiáo dục tốt.
Ông nội của Wieman là Henry Wieman - một giáo sư thần học khá nổi tiếng ở Đại
học Chicago. Trong số bốn anh em ruột của Wieman có hai người là tiến sĩ, một
nhà vật lý hạtnhân thành đạt vàmột kỹ sư phần mềm caocấp.
Cá tínhcủa Wiemanlà theođuổi mạnhmẽ một hoạt độngriêngnào đó vàbỏ
hết mọi thứ khác. Wieman nói rằngnó đã và đang làmột trongnhững điểm mạnh
và điểm yếu đáng chú ý nhất của mình. Sau khi "nghỉ hưu" chơi cờ vua, sự tập
trung của Wieman chuyển sang chơi quần vợt. Wieman chơi quần vợt suốt năm
học đầu tiên ở MIT và đã tham gia các cuộc thi đấu liên trường đại học. Wieman
cònhọcchơi môn bóng quần và nhanhchóngtrở thành ngườichơigiỏinhấttrong
độibóngquầnliêntrườngđại họccủasinhviên viênnămthứ nhất.Sự nghiệpchơi
bóngquầncủaWiemannổibậtđếnmứcWieman cóthể tự chokhông cần để ýđến
một số vận động viên bóng quần giỏi nhất trong nước trong đó có cả một nhà vô
địch quốc gia tương lai. Không may là cố gắng thi đấu khá quyết liệt của Wieman
vượt quá các khả năng thể chất hạn chế của ông và sau một số lần bị thương nhẹ,
cuối năm học thứ nhất Wieman bị thương nặng ở khuỷu tay phải của mình do tập

luyện thái quá. Sau một số lần điều trị không thành công, Wieman chuyển sang
chơitay trái vàđầunăm họcthứ haiWieman bắtđầuthiđấutrở lại cả quần vợtvà
bóng quần ở cấp liêntrườngđạihọc. Wiemanlạibị chấnthương nặngở khuỷutay
trái và ở tuổi 19 Wieman miễn cưỡng "nghỉ hưu" lần thứ hai để tập trung hoàn
toàncho vật lý.
Wieman học không tốt lắm ở năm thứ nhất nhưng ông rất thích một buổi
thảo luận vật lý không chính thức của giáo sư Al Hill. Hill là một giảng viên già có
vẻ ngoài cộc cằn nhưng tốt bụng. Mặc dù Wieman quan tâm đến vật lý từ khi học
lớp 7nhất là về dáng điệu của ánh sáng và các nguyên tử, ông hoàn toàn không bị
thuyết phục rằng ông muốn đi sâu vào vật lý khi vào học MIT. Hill đã động viên
khuyến khích Wieman sớm đi vào nghiên cứu vật lý.Wieman đã trao đổi điều này
với một giảng viên năm thứ nhất của mình là Daniel Kleppner. Kleppner đã cho
phép Wieman vào làm việc tại phòng thí nghiệm của ông ấy vào mùa hè đầu tiên
của Wieman ở MIT. Wieman nhanh chóng gắn bóvớicông việc nghiên cứu và tiếp
tục làm việc trong nhóm của Kleppner cho đến khi Wieman rời khỏi MIT. Wieman
có điều kiện tiếp xúc với các nghiên cứu sinh vàthực tập sinh (đáng chú ý là Dave
Pritchard) trong nhóm nghiên cứu của Kleppner. Việc đào tạo Wieman trở thành
một nhà vật lý chủ yếu nhờ vào nghiên cứu của ông ở phòng thí nghiệm của
Kleppner và các tương tác giữa ông và các thành viên trong nhóm của Kleppner.
Wieman còn sử dụng nhiều thời gian tham gia thảo luận với một nhóm xemina
khôngchính thứcgọi là "gia đình vật lý" do Rai Weissvà Al Hill điều khiển.
Do sự giáo dục không chính thống này, Wieman tốt nghiệp đại học ngành
vật lý với nhiều hứng thú hơn so với phần lớn các bạn học của ông cũng như sự
hiểu biết tốt hơn nhiều về nhiều khái niệm cơ bản như các khái niệm của cơ học
lượngtử.Dĩ nhiên,Wieman yếuhơnđángkể trongviệcgiảiquyếtvấnđề theokiểu
chính thống và ông còn không học được nhiều từ tài liệu chuẩn của chương trình
đào tạochínhqui.Tuynhiên khiWiemancầnbiếtmột tài liệu nàođó,ông cóthể tự
học nó theo một cách khác với các bạn học của ông. Kinh nghiệm học đại học của
ông làm cho ông nghi ngờ quan điểm cho rằng một sinh viên không thể trở thành
một nhàvậtlýnếunhư ngườiđó khônghọctấtcả cácmônhọctrong chươngtrình

đào tạo. Wieman có một sự nghiệp thành công về quang học và vật lý nguyên tử
mà không học một trong hai mônhọc này. Mộtsố người có thể tranh cãi rằng điều
đó chỉ có thể xảy ra vì Wieman là một sinh viên đặc biệt và một sinh viên thông
thường cần phải tham gia một chương trình đào tạo chính qui với một số lớn các
môn học và kỳ thi. Tuy nhiên, có thể lưu ý rằng trước khi nhận được "giáo dục"
khácthườngnàymộtítngười choWiemanlàmột loạingườiđặc biệt như mộtsinh
viên vậtlý.
Ngay trong khi học đại học,Wieman đã mộtthực nghiệm riêngcủa mình về
việc chế tạo vàsử dụng một laze màu điềuhưởng được. Khiđó,nó mộtthiếtbị rất
mới và lý thú. Điều này là sự mở đầu cho việc sử dụng các laze trong nghiên cứu
vật lý nguyên tử trong nhóm của Kleppner. Wieman làm nổ (blasting) các nguyên
tử nhờ một laze màu điều hưởng đến vạch cộng hưởng nguyên tử và xem xét kỹ
lưỡng hiện tượng xảyra.
Wieman chuyển từ MIT sang Đại học Stanford để làm nghiên cứu sinh. Việc
nghiên cứu các laze màu của Wieman ở MIT làm cho ông nhận thức được sự phát
triển của các laze màu dải hẹp và các ứng dụng của chúng đối với quang phổ
nguyên tử do Ted Hansch ở Stanford thực hiện. Wieman sau một năm xem xét kỹ
tấtcả cácnghiêncứuở Stanfordđã tìm ra hướng chomìnhlà nghiêncứu về quang
phổ laze trong nhóm của Hansch. Wieman bắt đầu làm việc cho nhóm của Hansch
khi nhóm này đang phát triển một laze màu dải hẹp với công suất rất lớn để kích
thíchsự chuyển 1s-2strong hyđrô.Hansch làmộtgiáosư trẻ nhiệt tình,côngnghệ
và thực nghiệm đều mới và lý thú. Do có kinh nghiệm nghiên cứu từ trước ở MIT,
Wieman hầu như ngay lập tức tham gia làm thực nghiệm. Wieman và nhóm của
Hansch sớm quan sát thấy sự chuyển 1s-2s trong hyđrô và sử dụng nó để đo dịch
chuyển Lamb của trạng thái 1s. Để viết luận án tiến sĩ của mình, Wieman đã phát
triển kỹ thuật quang phổ phân cực và chế tạo laze màu đầu tiên với sóng liên tục
mốt (mode) đơn tại 480 nm để thực hiện tốt hơn phép đo dịch chuyển Lamb của
trạngthái 1s và thực hiện tốt hơn nhiều việcxác định dịch chuyển đồngvị 1s-2s.
Khi Wieman gần hoàn thành luậnán tiếnsĩ của mình, ôngbắtđầu quantâm
đến sự vi phạm đối xứng chẵn lẻ trong các nguyên tử. Điều này đã được dự đoán

bởi lýthuyếtthống nhấtđiệnyếunhưng nó chưađược thực nghiệmxácnhận.Một
cách tự nhiên, bước tiếp theo đối với luận án của Wieman là sử dụng quang phổ
chínhxáccủacác nguyêntử để kiểm travậtlý cơ bản.Ôngđịnh dùngvật lý nguyên
tử để nghiên cứu vật lý hạt cơ bản. Wieman sử dụng tư cách trợ lý nhà khoa học
nghiên cứu tại Đại học Michigan để theo đuổi nghiên cứu này. Ông tham gia vào
thực nghiệm của Bill Williams nhằm xác định sự vi phạm đối xứng chẵn lẻ trong
nguyên tử hyđrô bằng cách sử dụng quang phổ vi sóng. Wieman tiếp cận nghiên
cứu viphạmđối xứng chẵn lẻ trongnguyên tử khisử dụngquangphổ lazecủaxesi.
Trong thời gian ở Michigan, Wieman cùng làm việc với một nghiên cứu sinh là
SarahGilbert. Họ dãxin đượckinhphíđể pháttriểnmột cách tiếpcậnthựcnghiệm
mới nhằmxácđịnh sự vi phạm đối xứng chẵn lẻ của nguyên tử trong xesi. Họ phối
hợp với các nghiên cứu khác là Rich Watts và Charlie Noecker để thực hiện thực
nghiệm khó khăn này. Năm 1984 nhóm của Wieman đã đạt được nhiều tiến bộ
trong nghiên cứu và điều đó xác nhận khả năng của phương pháp tiếp cận trong
thực nghiệmcủa nhómnày.Vìthành côngnày,Đại họcColoradoở Boulderđã mời
Wieman về làm việc và ông đã chấp nhận lời mời. Cũng vào năm 1984 Gilbert bảo
vệ luận ántiếnsĩ vàWiemannhậnviệc ở Colorado.Họ cưới nhauở Oregonvà cùng
đến làm việc ở Boulder. Gilbert làm việc ở phòng thí nghiệm của NIST. Wieman
đưa toàn bộ thiết bị thí nghiệm và cả Watts lẫn Noecker ở Michigan về Boulder.
Nhóm bốn người của Wieman nhanh chóng thành công và trong vòng không đến
một năm, họ đã hoàn thành phép đo đầu tiên củahọ về sự vi phạm đối xứng chẵn
lẻ trong xesi. Nó làphép đotốt nhất về sự viphạm đối xứng chẵnlẻ củanguyên tử
vào thời điểmkhi mộtsố nhóm vậtlýnguyêntử đángchú ý đangtheo đuổivấn đề
này. Một thời gian ngắn sau thành công này, Wieman được phong giáo sư tại
Colorado. Trong 15 năm tiếp theo, nhóm của Wieman đã thực hiện hai thế hệ tiếp
theo về thực nghiệm khó khăn và lâu dài nói trênvới độ chính xác ngày càng cao.
Thành công của Wieman gắn với vợ của ông. Đó là một nhà vật lý rất thông
minh và tài năngcũng như là một người tuyệt vời của công việc. Haivợ chồng ông
cùng nghiên cứu các thực nghiệm vi phạm đối xứng chẵn lẻ và còn hợp tác với
nhau về một đề tài khác. Việc nói chuyện với Gilbert về vật lý luôn luôn cung cấp

cho ông nguồn cảm hứng vô tận về các ý tưởng mới và bộc lộ ra những nhược
điểm gắn với các ý tưởng không tốt mà ông không chú ý đến. Gilbert cũng có thể
hiểu và chia sẻ ám ảnh của ông với nghiên cứu và các đòi hỏi đôi khi khác thường
củanó.Ngoàira,việc“biêntậptànnhẫn”củaGilbert đã nângcao cáchviếtchogần
như tất cả các bài báo của Wieman. Khi vợ chồng ông không làm việc, họ thường
cùng chạy hoặc đi bộ đường dài trên các đường mòn của các công viên núi
Boulder.Họ thỉnh thoảng có mặt tại ngôi nhà của họ trên bờ biển vùng trung tâm
Oregon.
Sự phát triển của công nghệ laze điốt mànó cần thiết cho thế hệ thứ bacủa
thực nghiệm vi phạm đối xứng chẵn lẻ đã dẫn ông đến làm quen với kỹ thuật làm
lạnh và bẫy bằng laze và cuối cùng phát minh ra BEC bằng thực nghiệm. Lúc đầu
vào khoảng năm 1984 Wieman và Rich Watts đơn giản chỉ nghĩ đến một cái gì đó
lý thú và dễ làm với công nghệ laze điốt mà họ đã phát triển cho thực nghiệm vi
phạm đối xứng chẵn lẻ giống như một sự thư giãn sau một quá trình nghiên cứu
lâu dài, cực nhọc của đề tài này. Điều đó dẫn đến kết quả là họ đã làm chậm các
nguyên tử bằng laze với chiphívào khoảng1% chi phí trongcông trình trước đây
của Hall và Phillips. Sau đó, Wieman ngày càng quan tâm đến sự làm lạnh và bẫy
bằng laze. Ban đầu, nghiên cứu làm lạnh và bẫy bằng laze của ông tập trung chủ
yếu cho việc phát triển nó thành một công nghệ có ích để nghiên cứu một vấn đề
khác của vật lý nguyên tử. Rồi ông trở nên quan tâm đến nghiên cứu dáng điệu
mới của các nguyên tử tại các nhiệt độ chưa từng có mà nhóm của ông đạt được.
Trong quá trình nghiên cứu này, Wieman cùng với một sinh viên của ông là Bill
Swann đã phát minh ra bẫy quang từ (MOT) ô hơi (vapor-cell) để thay thế sự tải
chùm nguyên tử truyền thống của các bẫy quang. Điều này cung cấp một cách bẫy
các nguyêntử khichỉ sử dụng cáclazeđiốtkhôngđắtvàmộtô thủytinh(glass cell)
nhỏ mà nó là một tiến bộ gây ấn tượng hướng tới làm cho sự bẫy bằng laze trở
thành một côngnghệ đơn giản và được sử dụng rộng rãi.
Theo Wieman, sự giảm giá thành và tính phức tạp tạo ra cơ hội để xem xét
nhiều hướng nghiên cứu trong đó bao gồm sự làm lạnh nguyên tử bằng laze với
tương đối ít rủi ro bất trắc do giá thành và cố gắng hiện tại khá khiêm tốn. Nhóm

của Wieman đã tiến hành nhanh chóng một thực nghiệm trong đó chuyển các
nguyên tử được làmlạnh và bẫy bởi lazeđến một bẫy từ để tránh các hạn chế gây
ra bởi các photon trong bẫy quang. Nhóm này đã thu được các nguyên tử bị bẫy
lạnh hơnkhoảng 100lần so với kếtquả đạtđược trước đó.Điềunày khuyếnkhích
nhóm của Wieman theo đuổi một mục đích lớn hơn là quan sát BEC nhờ sự làm
lạnh tiếp theo trong bẫy từ. Thực may mắn cho Wieman là Eric Cornell đến làm
việc cho nhóm của ông vào đúng lúc này (1990) để tiến hành nghiên cứu BEC.
Wieman vàCornell cómột tình bạn khác thường vàmột sự hợp táccó hiệu quả và
lâu dài cho đến tận bây giờ.
Trảiqua một vàinăm, Wieman cố gắng cảitiến giáodụcvật lýở bậc đạihọc
và cân đối thời gian của mình cho các hoạt động giáo dục đào tạo và nghiên cứu.
Ông đã kiểm tra cácchương trình lựa chọn của sinh viên vàxem xét việcsinh viên
cần học như thế nào đối với một chương trình giáo dục vật lý ở bậc đại học. Một
vấn đề đặc biệt cần cải tiến là dạy vật lýnhư thế nào cho các sinh viên không có ý
định trở thành các nhà vật lý. Ông hi vọng có một ngày nào đó làm cho vật lý trở
nêndễ hiểu, hữuíchvà lýthú đốivới mộtphần lớndân số. Wiemanđã làmviệc với
các tổ chức quốc gia nhằm cải cách giáo dục vật lý ở bậc đại học và tự ông tạo ra
những đổi mới có ích trong các môn học trong đó ông có tham gia giảng dạy. Do
những cố gắng này của Wieman, những môn học này bây giờ là các môn học mở
đầu rộngchủ yếu chocác sinhviên khoahọc nanô.