GIẢI NOBEL VẬT LÝ 1994
Giải NobelVật lý năm 1994được traocho giáo sư người Canađa Bertram N.
Brockhousetại Đại học McMasterở Hamilton (Ontario, Canađa) "dosự phát triển
quangphổ neutron"và giáo sư người Mỹ Clifford G. Shull tạiViện Côngnghệ
Massachusetts(MIT) ở Cambridge(Massachusetts, Mỹ) "dosự phát triểnkỹ thuật
nhiễu xạ neutron". Hainhà khoahọc này đã có "nhữngđóng góp mở đầu cho sự
pháttriển của các kỹ thuậttán xạ neutron trong cácnghiêncứu chất ngưng tụ".
Phần lớn mọi ngườiđều biết rằng các phươngpháptia X và kính hiểnvi có
thể đượcsử dụng để nghiêncứu cácvật một cáchchi tiết.Mặc dù các phương pháp
này đã được cải tiến tinhvi, chúngkhông phải luôn luôn đáp ứng đầy đủ các yêu
cầu nghiên cứu.Brockhousevà Shull đã pháttriển các kỹ thuật tán xạ neutronvà
biến chúng trở thành cáccông cụ phân tíchcó hiệu quả đối với cả chất rắn và chất
lỏng ngưng tụ.Các kỹ thuậttán xạ neutronddaxđược pháttriển trên các lò phản
ứng hạt nhân tươngđối đơngiản,không quá mạnhvà sẵn có mộtthời gianngắn
sau chiến tranhthế giới lần thú II. Nhữngphát triển này dẫnđến các thiết bị lớn
hiện naydùng chonghiêncứu chất ngưngtụ ở Pháp, Anhvà Mỹ.
Các kỹ thuật tán xạ neutron dựa trên cơ sở sử dụngcác neutron thoát ra
khỏi lò phản ứnghạt nhân. Khi các neutron bị tán xạ bởi các nguyên tử ở trong
mẫu nghiên cứu, cáchướng của chúng thayđổi phụ thuộc vàocác vị trí tương đối
của cácnguyên tử. Điều đó sẽ chỉ ra các nguyên tử đượcsắp xếpliên quanvới
nhau như thế nào. Nóicách khác, các neutrontánxạ cóthể xác định cấutrúc của
mẫu. Hơn nữa,những thayđổi vận tốc củacác neutronđem lại thông tin về chuyển
độngcủa các nguyên tử chẳng hạn như các dao động riêng vàdao động tập thể của
các nguyên tử. Nói cách khác, sự thay đổi vận tốc neutron xác địnhđộng lực
nguyêntử. Shullgiúp trả lời cho câu hỏi "các nguyêntử ở đâu?" và Brockhouse
giúptrả lờicho câuhỏi "các nguyên tử làm gì ?".
Các kỹ thuật tán xạ neutron đã được sử dụng rộng rãi trong nhiềulĩnh vực
khác nhau như trong nghiên cứucác chấtsiêu dẫn gốmmới, sự làm sạch bằng khí
xả cóxúc tác, các tínhchất dẻocủa cácpolyme và cấu trúcvirut.
Brockhouse và Shullđã có nhữngđóng góp mở đầu tại các lò phảnứng hạt
nhânđầu tiên ở Mỹ vàCanađavào nhữngnăm 1940 và1950. Các kỹ thuật tán xạ

neutron từ đó đã được phát triển nhanh chóng vàcác neutronđược sử dụng ở
mức độ ngày cànglớn để nghiên cứu cấu trúc(sự sắp xếp) và độnglực (chuyển
động)của chất rắn và chất lỏng.Hiện nay nhiều thiết bị tán xạ neutron được lắp
đặt ở nhiều nơi trênthế giới. Chẳng hạn như lò phản ứng dòng cao tại ViệnLaue-
Langevin ở Grenoble(Pháp) là một cơ sở nghiên cứu lớn củachâu Âuđược xây
dựng vào đầu những năm 1970. Các nghiên cứu ở đây bao gồm cấu trúcvà động
lực của các chất siêudẫn gốm mới(Giải NobelVật lý năm 1987được traocho
Bednorz và Muller), chuyển động phân tử trên bề mặt liên quanđến sự làm sạch
khí xả có xúc tác, cấu trúc của các virut vàcách tự bảovệ của chúng chống lại sự
khử nước, mối liênhệ giữa cáccấu trúc trật tự và hỗn độn củacác polymevà các
tính chất dẻo của chúng (Giải NobelVật lýnăm 1991được trao cho deGennes).
Một máy gia tốctrên cơ sở nguồn neutron (ISIS) với các mục đích tương tự
đã được xây dựngtại Phòng thí nghiệm RutherfordAppletonở Anh và có mộtbiến
thể 1990của thiết bị Grenobletại Viện Khoa học vàCôngnghệ Quốc gia(NIST) ở
Mỹ. Hiện nay còn có nhiều thiết bị mới hiện đại được lắp đặt ở châu Âu,Mỹ và
châu Á. Nhờ các thiết bị này, người ta hi vọng thuđược hiểu biết mới cơ bản nhằm
pháttriển các ứng dụngcôngnghệ (bộ nhớ máy tính) và cácứng dụng môi trường
(hóa học về sự ô nhiễm).
Trên hình vẽ minh họa chỉ ra các neutrontừ một lò phản ứng hạt nhân có
thể đượcsử dụng để nghiêncứu cấu trúc vàđộng lực nguyên tử như thế
nào. Ở phần bên trái củahình vẽ,chùm neutronbị phản xạ trước tiên ở bên trong
một tinhthể. Do bản chấtsóng củacác neutron- một đặc tính của tất cả cáchạt
chuyển động - và sự sắp xếp của cácnguyên tử trong mạngtinh thể,các neutron
phản xạ theomột hướng nàođó sẽ có một bướcsóng xác định (theođiều kiện
Bragg).Nếu đặttinh thể ở một góc thích hợp cóthể lựa chọnra một bướcsóng nào
đó của neutronphản xạ. Cácneutron "đơnsắc" này khi đó được chiếuvào mẫu
nghiêncứu. Do các neutron là các hạt trunghòa điện,chúng có khả năng đâm
xuyênlớn và dođó có thể xem xéttoàn bộ mẫu. Hầuhết các neutronrời mẫu với
năng lượngkhôngthay đổi(tán xạ đàn hồi) vàtheo các hướng nào đó (nhiễu xạ).
Bằng cách đếmcác neutrontrong mộtmáy dò quay cóthể thu được hình ảnh

nhiễu xạ mà nó chỉ ra các vị trí tương đối của các nguyên tử trong mẫu. Clifford G.
Shull được trao Giải Nobeldo đưara biến thể này của kỹ thuật tán xạ neutron. Ông
đã chỉ ra cácneutron cóthể được sử dụng để xác định cấu trúc nguyên tử của một
chất như thế nào.
Phần bênphải của hình vẽ đưa ra nguyên lý cơ bản mà Brockhouse sử dụng.
Các neutron từ lò phản ứng được làm chođơn sắc nhờ một tinhthể quay xung
quanh trục 1. Khi các neutronxuyên vàomẫu quay xungquanhtrục 2, chúng có
thể gây ra daođộng hoặc làm dừng daođộng củacác nguyên tử mẫu. Các chuyển
độngnày mà tất cả các nguyên tử đều tham gia một cáchtập thể đượcgọi là các
phônn. Nếu neutronlàm phát sinh phononthì tự nó mất năng lượng (tán xạ không
đàn hồi).Khi các neutronrời mẫu, năng lượngcủa chúng bị phântích trong một
tinh thể quay xungquanh trục 3 và cuối cùng chúng đượcghi lại trong một máy dò.
Khi sử dụng loại thiết bị này (nó là một quang phổ kế ba trục) có thể nghiên cứu
các chuyển động(động lực) của mộtvật liệu hoặc một tinhthể. BertramN.
Brockhouseđượctrao GiảiNobel do đưa ra kỹ thuật này (quang phổ neutron) để
nghiêncứu chấtngưng tụ.
Vào cuối chiến tranhthế giới lần thứ II, các nhà nghiên cứu ở Mỹ cókhả năng
tạo ra các dòng neutron lớn từ các lò phản ứng hạtnhân tương đối nhỏ. Các
neutron đượccoi như các viêngạch xây dựng tronghạt nhân nguyên tử trong hơn
một thậpkỷ (Chadwick được traoGiải NobelVật lý năm 1935dophát minh
neutron).Năm 1942Enrrico Fermi đã chỉ ra rằngcác neutrontừ sự phân hạch hạt
nhânurani cóthể hỗ trợ mộtphản ứngdây chuyền có điều khiển. Trước đó,Fermi
đã phát hiện ra rằng cácneutron chậm (các neutron nhiệt) có khuynh hướng phản
ứng mạnh hơnnhiều so với các neutron nhanh(nhờ phát hiện này và cácphát
hiện khác, Fermiđược trao Giải NobelVật lý năm 1938). Đó là tính chất đặc biệt
của cácneutronchậm và nhờ đó chúng thích hợp để nghiên cứu vị trí và chuyển
độngcủa các nguyên tử. Thậm chí trướckhi đưa các lò phản ứng hạt nhân vào
nghiêncứu, cáckết quả sử dụngnguồn neutronđơngiản cũng chứng tỏ rằng các
chùmneutron có thể được sử dụng để nghiên cứu chất rắn và chất lỏng. Tuynhiên,
có nhiều khókhăn cần phải vượt qua trước khi cáckhả năng nàytrở thành hiện

thực.
Tại lòphản ứnghạt nhânở Oak Ridge(Mỹ), E. O. Wollanlậpmột nhóm
nghiêncứu nhằm xem xét các khả năng phát triển các chùmvà thiếtbị neutronđể
xác định cấu trúc. Shull đã sớm thamgia nhóm này và sớm đóng một vaitrò quan
trọng. Nhóm này sauđó đã phối hợp nghiên cứu với cácnhóm khác. Các nghiên
cứu của Shull về các tinh thể đơn giản đã tạo ra cơ sở để các nhà tinhthể neutron
hiện đạigiải thích các cấutrúc rấtphức tạp.
Hyđrolà một trong các nguyên tố phổ biến nhất trong chất sinh học. Nó
cũng có mặt ở nhiều dạngchất vôcơ quan trọng về mặt kỹ thuật.Việc xác định vị
trí của hyđro trong cấu trúccủa các chất nói trên không thể thực hiệnđược trên
thực tế khisử dụngphương pháp nhiễu xạ tia X (vonLaue, cha con Braggđược
trao cácGiải NobelVật lý năm 1914, 1915 nhờ phát minh phươngpháp này) do
nguyêntử hyđro không bị tán xạ đáng kể bởi bức xạ tia X.Các chùmtia X bị tán xạ
dựa vào các electrontrong các nguyên tử nhiễu xạ, cònnguyêntử hyđro chỉ có một
electron.Trái với điều này,hạt nhân của nguyên tử hyđro làproton tạo ramột tâm
tán xạ neutronrất tốt vàvị trí của nó dođó cóthể được xác định nhờ nhiễu xạ
neutron. Nhờ các thực nghiệm thành công đầu tiêncủa mình, Shull đã mở ramột
lĩnh vựcnghiêncứu rất lớn nhằmtìm hiểu xemhyđro đượcliên kết như thế nào
trong chẳng hạnnhư băng, các hyđruakim loại và cáchợp chất hữu cơ.
Các neutronlà các nam châm nhỏ và chúng giống như các nguyên tử của
một vật liệu từ.Khi một chùmneutronva chạm với mộtvật liệu như thế, các
neutron có thể thay đổi hướng do tương tác từ với các nguyên tử của vật liệu. Điều
này sinhra mộtloại nhiễu xạ neutron mới (loại được mô tả trước đó dựa trên cơ
sở tương tác của neutronvới hạt nhân nguyên tử) mànó cóthể được sử dụng để
nghiêncứu các địnhhướng tươngđối của cácnam châm nguyên tử nhỏ. Trong lĩnh
vực ứng dụngnày, phương pháp tiaX không có hiệu quả và phươngpháp nhiễu xạ
neutron chiếm địa vị độc tôn. Shull chỉ ra các neutron có thể bộc lộ các tính chất từ
của cáckim loại và hợpkim như thế nào.Không thể cónghiên cứu từ hiện đại nếu
khôngcó sự trợ giúp của các neutron.
Tronglúc Shull phát triển kỹ thuật tán xạ neutron trên cơ sở sự nhiễu xạ của

các neutron tánxạ đàn hồi (tán xạ xảy rakhông có sự thay đổi nănglượng),
Brockhousetại lòphản ứngcủa Phòng thí nghiệm ChalkRiver ở Canađa tập trung
chủ yếu vào tán xạ khôngđàn hồi. Trongtán xạ này, các neutronmất một phần
năng lượngcho vật liệu hoặc nhận năng lượng từ vật liệu.Ông thiết kế quang phổ
kế ba trục như mô tả trên đây vàphát triển phươngpháp luận để nghiên cứu phổ
năng lượngcủacác neutronkhi chúngbị tán xạ. Điều này đòi hỏi sự hiểu biết sâu
sắc về cáctính chất của neutronvà khả năng thựcnghiệm phithưoừng. Chỉ nhờ
các đónggóp củaBrockhouse,kỹ thuật tán xạ neutronkhông đàn hồi mới trở
thành một côngcụ có hiệu quả trong vật lý chất ngưng tụ. Các neutron cónhững
tính chất tán xạ độc nhất vô nhị vì năng lượngcủa chúng cócùng bậc độ lớn so với
năng lượngcủacác phonontrong chất rắn và chất lỏng. Trongthời giantừ năm
1955 đến năm1960, các nghiên cứutiên phongcủa Brockhousekhông có các
nghiêncứu tươngtự trong quang phổ neutron.Điều này cho phép phát triển kỹ
thuật tán xạ neutronkhôngđàn hồi thành một nguồn thông tinduy nhất theo
nhiều cách và nguồn thông tinnày làmthay đổi cơ bản khả năng của chúng ta
trong việc xác định động lực nguyên tử như các dao động nguyên tử trong các tinh
thể, cácchuyển động khuếch tántrong các chất lỏng và các thăng giáng trong vật
liệu từ. Thông tinnhư vậy đóng góp tích cựccho việc làm sángtỏ cáclực liên kết
các nguyên tử với nhau trong các vật rắnvà nó xácđịnh chẳnghạn như sự chuyển
từ trạngthái rắn sang trạng thái lỏng.
Số các nguyên tử trong một lượngchấtvĩ mô là rất lớn và do đó sinh ra
nhiều loại chuyển độngkhác nhautrong các chất rắnvà chất lỏng.Mối liên hệ giữa
năng lượngvà bướcsóng trong các dao động tinh thể gọi là hệ thức tán sắc phonon
và nó là một hàm phứctạp. Tuy nhiên, dạng của đường cong tán sắclà đặctrưng
cho từng tinhthể và việc xác định đườngcong này cungcấp cho chúng ta thông tin
có giátrị về các tính chất của các vật liệu. Năm 1955Brockhousevà A. T. Stewart
thông báo các kết quả liên quan đến các phonontrong các tinhthể nhôm và lần
đầu tiên họ chỉ ra đường congtán sắcthực nghiệm cho các tinh thể này.
Trongcác tinh thể của vật liệu từ như manhetit cóthể xảy ra một loại
chuyển động sóng tậpthể ở bên trongcác nam châm nguyên tử. Các neutron có thể

kíchthích chuyểnđộng sóngnày vàBrockhouse làngười đầu tiên nghiêncứu và
xác định đường cong tánsắc đối với kích thích cơ bản của chuyển độngsóng này
gọi là magnon.
Đối với chuyển động hỗn độn trong chất lỏng,chất nóng chảy cũng như
trong nam châm, đầu những năm1950 L. VanHoveđã đưara một lý thuyếttrong
đó chỉ raviệc nhớ đến một sự sắp xếp nào đó của các nguyên tử dần dần biến mất
theo thời gian như thế nào. Cácneutron tạo rakhả năng theo dõi sự thay đổi của
các cấutrúc nguyên tử theothời gian. Brockhouselà người đầu tiênchỉ ra bằng
thực nghiệm các chức năng “tươngquan” hay “nhớ” này có thể được xác định bằng
cách sử dụng sự tán xạ neutrontrong các thựcnghiệm với H2O (nước) vàD2O
(nướcnặng) như thế nào. Các thực nghiệm của ông với chìlỏng đã được tiến hành
theo cách thức tương tự và cung cấp mô hìnhchocác thực nghiệm tiếptheo.
Các thực nghiệm như thế là điểm xuất phát chosự phát triểncủa các lý
thuyết đối với cácchất lỏng và cáchệ hỗnđộn nóichung. Các hiện tượngnhư động
lực mạng và khuếch tán lại thuhút sự quan tâm của các nhà nghiêncứu thôngqua
các đónggóp đề cập trên đây và cácđóng góptiếp theo.
Các nghiên cứu về cấu trúc vàđộng lực nguyêntử của BertramN.
Brockhousevà Clifford G. Shullnhờ các kỹ thuậttán xạ neutrondo họ phát triển đã
cung cấp nguồnthông tin có giá trị chẳng hạntrong phát triển vật liệu mới. Một ví
dụ quan trọng làcác chất siêu dẫn gốmhiện nay đang được nghiên cứu mạnh mẽ
mặc dùchúng chưa được phát triển choviệc sử dụng thươngmại.
Các phương pháp tán xạ neutron của BrockhousevàShull sau đó đã được
ứng dụngrộngrãi. Hàng nghìn nhà nghiên cứu đang sử dụng tánxạ neutronđể
nghiêncứu cấu trúc và động lựccủa các chất siêu dẫngốm mới, các chuyển động
phân tử trên cácbề mặt đối với việc điều khiển phát xạ rút khí xúctác, tươngtác
giữacác proteinvà vật liệu ditruyền của các virut,mối liên hệ giữa cấu trúc và các
tính chất dẻo của các polyme,sự nhớ suy giảm nhanhchóngđối với cấu trúc
nguyêntử của một chất nóng chảy kimloại,
BertramN. Brockhousesinhngày 15tháng 7 năm1918 tại Lethbridge
(Alberta,Canađa) và là con traicủa IsraelBertram và Mable Emily(Neville)

Brockhouse.Ông có ba anhem. Cha mẹ ông ở một trangtrại gầnMilk River. Cha
ông là mgười gốc Yorkshire,còn mẹ ônglà người Illinois. Chamẹ ông chuyển về
Vancouvervàomùa đông năm 1926-1927. Brockhousehọc phổ thông ở
Vancouver. Ông học trườngTiểuhọc Trungtâm, trường Tiểu học Lord Roberts,
trường Trung caoKingGeorge. Sự suy thoái kinh tế làm chomọi điều trở nêntồi tệ
và năm 1935 giađình ôngchuyển đến Chicagođể mong có cuộc sốngtốt đẹp hơn.
Brockhouseđã tốt nghiệp trườngtrungcao và tham gia mọtsố khóa học ban đêm
tại Cao đẳng YMCATrung tâm (naylà Đại họcRoosevelt). Ông quantâm đến các
khía cạnhkỹ thuật của vôtuyến, họccách sửa chữa, thiết kế và chế tạo vô tuyến.
Chínhham mê kỹ thuật và khả năng toán học đã giúp ông cuối cùngtheo đuổivật
lý. Trongthời gian này, ôngcòn làm trợ lý phòngthí nghiệm trongmột côngty
điện tử nhỏ có tên là Hãng điều khiểnAubert.Nhưng công ty này ngừng hoạt động
trong sự suy thoái kinhtế năm 1937. Năm 1938gia đình ông quay trở lại
Vancouver. Ở Chicago, ông bắt đầu sửa chữa vô tuyến và tiếp tục côngviệc nàyở
Vancouver. Ngày 26 tháng 9năm 1939Brockhouse tham gia Hải quân Hoàng gia
Canađa và trở thành một điện báo viên vôtuyến. Ông đã thamgia một khóa học
sáu tháng về kỹ thuật điện tại Cao đẳng kỹ thuật Nova Scottavà sau đó tham gia
quản lý các thiết bị thử tại Hội đồng nghiên cứu Quốc giatại Ottawa.Ở đó, ông gặp
Doris Isobel MaryMiller vàsau đó Miller trở thànhvợ ông(1948).Ông rờikhỏi hải
quân vào ngày11 tháng9 năm 1945 khikết thúc chiến tranhthế giới. Sau đó ông
vào học Đại học British Columbia ngànhvật lý và toán học và tốt nghiệp trường
này năm1947.Ông bảo vệ luậnán thạcsĩ (1948) và tiến sĩ (1950) về vật lý chất
rắn tại Đại học Toronto. Khi đó, trường nàylà một trong haitrường đại học của
Canađa có đào tạo tiến sĩ (trườngthứ hailà Đại họcMcGill ở Montreal).Đề tài luận
án thạcsĩ của Brockhouseliên quan đến ảnh hưởng của ứngsuất và nhiệtđộ lên
chất sắt từ và do các giáo sư Hugh Grayson-Smithvà JamesReekiehưướngdân.
Ông hoàn thành chương trình thạc sĩ trong tám tháng.Sau khibảo vệ luận án tiến
sĩ, Brockhouselàm việc tại Phòng thí nghiệm Chalk Rivertừ năm 1950 đến năm
1959, thực tập 10tháng tại Phòng thí nghiệmQuốcgia Brookhaven(1953-1954),
trưởng nhánh vật lý neutroncủa Phòng thí nghiệmQuốc giaChalk River(CRNL) từ

năm 1960đến năm 1962, giáo sư vật lý tại Đại họcMcMaster từ năm 1962đến
năm 1984(trongđó trưởng KhoaVật lý từ năm 1967 đến năm 1970) và giáo sư
vật lý danhdự của Đại học McMaster từ năm 1984sau khi ông nghỉ hưu.
Các thực nghiệm đầu tiêncủa Brockhouse về tán xạ neutronđược thực hiện
đối với các nguyên tố hấp thụ mạnhvà các thựcnghiệm này đã xácminhcông thức
Breit-Wigner nổi tiếng. Các thực nghiệmvề tán xạ neutrontrên Cd,Sm và Gddo
Brockhouse,MyerBloom vàD. G. Hurst thực hiện và đã được côngbố trên tạp chí
Tổngquan vật lý (Physical Review)năm 1951và Tạp chí nghiên cứu
Canađa(CanadianJournal of Research) năm 1953. Sau đó, thiết bị thí nghiệm của
Brockhouseđã đượccải tiến nhiều và được sử dụng nghiên cứu tánxạ không đàn
hồi từ một số vật liệu như nhôm, graphit vàkim cương bằng các phươngpháp hấp
thụ. Nó là thực nghiệm định lượngđầu tiên về về quang phổ neutron chậm và đã
được công bố trên tạp chíTổng quanvật lý. Các thực nghiệmkhác bằng các
phươngpháphấp thụ do R. D. Lowde và P. A, Egelstaff thực hiện ở Harwellvào
thời gian này. Thực nghiệm củaRay Lowdeđặc biệt quan trọngvì nó đónggóp lớn
cho việc thiết lập khái niệm “sóngspin” trên cơ sở vimô.
Brockhouse sử dụnglò phảnứng dòng cao NRX làm nguồnneutrontrong
nghiêncứu tán xạ khhong đàn hồi. Trongthời gianlàm việc tại Phòngthí nghiệm
Quốc gia Brookhaven(1953-1954), ông nghiên cứu phươngpháp "neutronlạnh"
hay còn gọi là phương pháp Filter-Chopper.Năm 1956nhómcủa Brockhouse hoàn
thành việc chế tạo quang phổ kế tinh thể ba trục đầu tiên và A. Stewartcũng chế
tạo xong thiếtbị Filter-Chopper.Thiết bị của Stewart được sử dụng trong cácthực
nghiệmvề nhôm và vanađi. Brockhousebiến đổithiết bị này thành "quang phổ kế
tinh thể quay" đầu tiên và nó được sử dụngchủ yếu để nghiêncứu cácchất lỏngvà
đa tinh thể tại lò phản ứng dòng cao NRU.
Nhóm của Brockhousecòn đưa raba sáng kiến công nghệ quan trongkhác.
Các bộ lọc của cácđơn tinh thể lớn hoànhảo làmlạnh tớicác nhiệt độ thấp cho
phép cải tiến cơ bản tỷ lệ của các neutron chậm trên các neutron nhanh trong
chùmsơ cấp và do đó cả tín hiệu đối với tỷ lệ nền. Phương pháp "máy dò berili"
được phát triểnbằng cách cho phép quang phổ kế ba trục nhận được các bộ lọc

berili đa tinh thể trong chùmtán xạ và do đó nhờ các neutroncó năng lượngthay
đổi có thể đạt đượcnhững phân bố nănglượng theo một cách khác vàđôi khi là có
lợi. Điều nàyngược với phương pháp Filter-Chopper.Cuối cùnglà việc sử dụng vật
liệu mới là graphithỏasinh (pyrolitic)làm bộ lọc và bộ tạo đơn sắc thô.
Năm 1962 Brockhousetrở thành giáo sư vật lýtại Đại học McMasterở
Hamilton (Ontario).Ông dạy chủ yếu là vậtlý chất rắn,nhiệt độnglực họcvà cơ
học thống kê.Ông đã hướng dẫn 11 nghiêncứu sinhbảo vệ luận án tiến sĩ chuyên
ngành.
Giáo sư BertramN.Brockhouselà thànhviên Hội đồngkhoa học của Hiệp
hội củacác nhà vật lý Canađa (1960-1961),hội viênHội Hoàng giaCanađa(1962),
hội viênHội Hoàng gia London(1965),thành viên Hội đồng khoahọc của Hội Vật
lý Mỹ (1969-1973), hội viên Hội lịch sử và triếthọc khoa học(1982),, viện sĩ nước
ngoài của Viện Hàn lâm Khoa họcHoànggia Thụy Điển (1984),viện sĩ nước ngoài
danh dự của Viện Hàn lâm Nghệ thuật và Khoa học Mỹ (1990). Ôngđã được trao
tặng Giải thưởngOliver S.Buckley(1962) của Hội Vậtlý Mỹ, Huy chươngvà Giải
thưởng Duddell(1963)của Viện Vật lý, Huychương vì các thành tựuvật lý (1967)
củaHiệphộiVậtlý Canađa, Huychươngkỷ niệmmộttrăm năm của Canađa (1967),
Huy chương Tony (1973)của Hội Hoàng gia Canađa, Huân chương của Canađa
(1962),Giải thưởngNobel Vật lý (1994).Brockhouse là tiến sĩ khoa họcdanh dự
của Đại học Waterloo(1969)và Đại học McMaster (1984).Ông là tác giả của
khoảng 90côngtrình khoahọc đã xuất bản.
Brockhouse có sáu con vàtám cháu. Ông mất năm 2003
Clifford GlenwoodShull sinhngày 23 tháng 9 năm 1915tại Glenwood
(Pittsburgh, Pennsylvania)và là con út trongmột giađình có bacon. Cha ông là
David H. Shullvà mẹ ông là DaisyB. Shull.Cha mẹ ông là ngườigốc ở vùng nông
thôn miền trungPennsylvania. Saukhi giađìnhông chuyển đếnPittsburgh,cha
ông mở một cửa hiệu buôn bán và sửa chữa đồ ngũ kim. Shull họctrường Trung
cao Schenley. Ôngbắt đầu yêu thích vật lý từ thầy giáo vật lý của mìnhtại trường
trung caolà PaulDysart. Ônghọc đại học tại Viện Công nghệ Carnegie(bây giờ là
Đại họcCarnegieMellon) ngành vậtlý và tốt nghiệpđại học năm1937. Mùathu

năm 1937Shull họcsau đạihọc tạiĐại học NewYork. Ông thamgia vào nhómvật
lý hạt nhân của Frank Myersvà RobertHuntoon.Nhóm này chế tạo ramộtmáy
phátCockroft-Walton200KeV để giatốc deuteron.Shull tham giavào thực
nghiệmđầu tiên nghiên cứu phản ứng hạt nhân D -D trên máy gia tốcnày.
Đề tài luận ántiến sĩ của Shull liên quanđến thựcnghiệmtán xạ electron
kép (electron-double-scattering)trên máy phát Vande Graaff 400KeV mới được
xây dựng tại Đạihọc New York.Luận án củaông do FrankMyers và sauđó là
Richard Cox hướngdẫn. Shull bảovệ luận án tiến sĩ vào tháng6 năm 1941.
Trongcác chươngtrình nghiên cứu củaĐại họcNew Yorkkhi đó có chương
trìnhnghiên cứu về tương tác củaneutron với vật liệu. Chươngtrình nàydo Alan
Mitchell mở đầu và MartinWhitakertiếp tục. Khi dùngmột nguồn neutronRa-Be
bao quanhbởi parafincóthể tạo ra mộtchùm neutron đã bị nhiệthóa và điều này
hướngđến việctìm kiếm tán xạ thuận từ từ vật liệu.O. Halpernvà M. Johnsonđã
đưa ra dự đoán lý thuyết về hiện tượngnày. Bài toán này tươngtự với bài toán mà
Shull theo đuổi trong mộtthập kỷ tiếp theo.
Trongthời gianở Đạihọc New York, Shull đã làm quenvới Martha-Nuel
Summer- ngườiNam Carollinađếnhọc Đại học Columbiangành lịchsử. Summer
trở thành vợ của Shull saukhi ôngbảo vệ luận án tiến sĩ. Vợ chồng ông có ba con
trai làJohn, Robertvà William.
Sau khi bảo vệ luận án, Shull làm việc tại phòng nghiên cứucủa HãngTexas
ở Beacon (NewYork). Phòng nghiên cứu nàycó nhiệmvụ xem xét các vấn đề liên
quan đến việc sản xuất và sử dụng nhiên liệu dầu lửavà dầu bôi trơn. Ở đây có một
nhóm các nhà vật lý. Shullnghiên cứu cấu trúc vi mô của các chấtxúc táckhi sử
dụngsự hấp thụ khí, nhiễu xạ và tán xạ tia X làm các công cụ.Các chấtxúc tác được
sử dụng trong sản xuất nhiên liệu hàng không chấtlượng cao vàlĩnh vựcnghiên
cứu này có tầm quantrọngđặc biệt khi Mỹ tham gia vào chiếntranh thế giới.Khi
đó, chínhphủ Mỹ đang triển khaiDự án Manhattanliên quan đến phát triển vũ khí
nguyêntử. Shullđược khuyến khích thamgia vào dự án này nhưngHãng Texas
khôngcho phép vàông làmviệc ở Beaccon trong suốt nhữngnăm chiến tranhthế
giứói lần thứ II.

Công việc của Shull ở Beacontạo cơ hội cho ônghọc hỏi nhiều điều về các
quá trìnhnhiễu xạ, tinhthể họcvà vật lýchất rắn.Ông có điều kiện gặp gỡ,giao lưu
với Warren,Buerger, Fankuchen, Zachariasen, Ewald,Harker,Gingrich và Donnay.
Sau chiến tranh, Shull quantâmđến pháttriển vật lý hạt nhân trong Dự án
Manhattan. Tháng 6 năm 1946Shull cùngvới vợ con củamình chuyển đến
Tennessee và ông bắt đầulàm việc tại Phòngthí nghiệm Clinton(bây giờ là Phòng
thí nghiệm Quốc gia OakRidge). Shull thamgia vàonghiên cứu của ErnestWollan-
người làm việc tại phòngthí nghiệmnày ngaytừ khinó mới thànhlập. Wollanở
đây trong thời gian chiếntranh vàông vừa mới chế tạo quang phổ kế hai trụcsơ
khai nhằm thuđược ảnh nhiễu xạ neutroncủa các tinh thể và vậtliệu. Wollan đã
chỉ ra cho Shull ảnh nhiễuxạ bột đầu tiên của mình và Shullmuốn cùng với Wollan
nghiêncứu xemảnh nhiễu xạ neutron cóthể được sử dụng như thế nàođể bổ sung
vào các ảnh nhiễu xạ tia X vàảnh nhiễu xạ electron. Sự hợp tác giữa Shull và
Wollan về các bài toán chung kéodài gầnmột thập kỷ chođến khi Shull rờiOak
Ridge năm 1955 để đến làm việctại MIT. Wollan mất năm 1984và khôngđược
chia sẻ Giải NobelVật lý năm1994 màđáng lý ông được nhận cùng với Shullvà
Brochkouse.
Shull đến MIT để giảng dạy và đàotạo cácnghiên cứu sinhsử dụng lòphản
ứng MITR-1mới được xây dựng ở đây. Lò phản ứngnày nằmtrong nhóm các lò
phản ứng thể tích ngưngtụ mới có sử dụng nhiênliệu làm giàu đồngvị. Các nhà
nghiêncứu khám phá ranhiên liệu làm giàu dồng vị trong giai đoạn này. Nhómcủa
Shull tién hànhcác nghiên cứu khi sử dụng bức xạ neutron từ lò phản ứng MITR-1
trong nhiều lĩnh vực cho đến khi Shull rời khỏi MITnăm 1986.Các nghiên cứunày
bao gồm sự từ hóa bên trongtrong các tinh thể, sự phát triển củacông nghệ chùm
phân cực, tánxạ động lựctrong các tinhthể hoàn hảo, phép đogiao thoavà các
tính chất cơ bản của neutron.