Nhìn xem các giáo sư trẽ được nhận dạy gì và họ đang khảo cứu những gì, tiên đóan đường hướng phát triễn khoa học Hoa Kỳ những năm tới đi về đâu ? :

 10 nhà khảo cúu trẻ tuổi sáng rực nhất Hoa Kỳ                  

 Sau đây là lựa chọn của nguyệt san Khoa học Phổ thông- Popular Science( KHPT) số tháng 11 năm 2009. Theo KHPT chính họ đang giúp Hoa Kỳ giữ gìn sức khỏe, ngăn ngừa tai họa, làm ra năng lượng xanh cho rẽ tiền hơn là than đá. May thay cho Hoa Kỳ, tương lai nước Cờ Hoa nằm trong tay đầy khả năng của họ.

 Thật sự bà là cả ba danh hiệu, Hiện nay là giáo sư đại học Yale, Geha  dùng cả ngày ( và lẽ dĩ nhiên cả đêm ) cố gắng xác định những thiên hà - galaxies, có lẽ hình thành còn sớm hơn dãi Ngân Hà - Milky Way nữa đó. Bắt chước tiến trào Ngân Hà , thiên văn học tiên đoán là có chừng 1000 hình thành này. Khi Geha nhập cuộc, cách đây 5 năm, các nhà thiên văn chỉ mới khám phá ra 11 dãi. Bà và nhiều nhà thiên văn khác tin rằng còn nhiều hơn nữa, bị che dấu vì những thiên hà , phần lớn do chất liệu đen - dark matters tạo ra . Từ chất liệu đen dành cho mọi điều trên Trời,  không phát ra ánh sáng, nhưng lại gồm đến 90- 95% của khối lượng vũ trụ.

Trong công cuộc tìm kiếm giải đáp cho vấn đề có tên là mất hút vệ tinh, Geha ngắm xa trên các bản đồ kỷ thuật số của Trời Xanh, cố xem xét những vùng sao tập trung một cách bất ngờ. Rồi bà khổ công đo lường tốc độ mỗi ngôi sao .Bà ngạc nhiên tìm thấy là các vì sao di chuyễn mau lẹ hơn kích thước chúng cho phép, một chứng cở rành mạch là chất liệu đen đã có thể kéo chúng đi .

Cho đến nay, Geha và nhóm nghiên cứu của bà đã khám phá 14 thiên hà. Bà hy vọng tìm ra khá đủ để xác nhận  lý thuyết đương thời cách nào vũ trụ hình thành, và có lẽ dựa vào đó, giúp cho nhiều lảnh vực khác đang cố tâm định nghĩa thế nào là chất liệu đen. Bà nói: các nhà thiên văn học và các nhà vật lý học hạt tử- particle physicists không nói chuyện nhiều cùng nhau.Trong tương lai, bà sẽ là kẻ mở đầu câu chuyện.

 

Bà Ting Xu , năm nay 35 tuổi , hiện thuộc đại học University of California UC Berkeley. Mùa thu năm ngoái , bà là giáo sư khoa học vật liệu- materials science  tại UC Berkeley . Bà bị đau nhức đầu nặng nề đến nổi các bác sĩ nghi là bạ bị một u ung thư năo. Nhưng một bác sĩ dây thần kinh gợi ý một nguyên nhân đơn giản Tại sao bà lại không giảm bớt đi  cách làm việc 16 tiếng một ngày trong la bô , ngũ nhiều hơn và có lẽ ăn uống đúng giờ giấc hơn?

 Kể từ đó, Xu bớt thì giờ làm việc ở la bô, nhưng hiệu xuất của bà vẫn như cũ. Đầu năm nay , bà là đồng tác giả một bài mô tả một kỷ thuật mới, biến những sợi polymer nhỏ xíu tụ hợp nhau lại thành những ống xy lanh 10 ngàn tỉ sợi,  theo những kiểu cách chính xác. Phương pháp này  có cơ dần tới những đĩa chứa 175 DVD , kích thước đồng 25 xu Mỹ , nghĩa là 7 terabits, dữ liệu . Rồi bà vặn tréo kỷ thuật để chúng có thể dùng xây dựng một loạt linh kiện căn bản hạt na nô -nanoparticle., những tế bào photovoltaic hay tồn trữ năng lượng siêu hửu hiệu, và trình bày độ phân giải cao hơn , mềm dẽo hơn . Bà Xu là một kẻ thông minh, chăm chỉ và kiến thức sâu đậm, theo lời Thomas Russell , nhà vật lý học polymer, đại học Massachusettts; quan hệ hơn nữa là bà “ có óc tưởng tượng “ .

Và đằng khác là bà còn trẽ. Bà thích xem kịch “ Biến chế - the Transformers” Bà mê say   nhìn Tom và Jerry một cặp tài tử tranh vẽ hài hước - cartoon, trình diễn trận chiến mèo - chuột , giúp bà suy nghĩ .  Xu sinh quán ở Trung Quốc , không bao giờ chịu ngồi yên. Khi lớn lên, và chơi bóng chuyền - volleyball và chạy đua . Và cả hai môn thể thao này làm bà mòn mõi . Cha bà muốn tăng thêm tiền trợ phí cho bà , nếu bà chịu ngồi yên một lúc 15 phút. Bà chưa bao giờ nhận được tăng trợ phí và sinh lực này tiếp tục thúc đẩy bà mãi cho đến hôm nay .

Sau khi báo cáo phương pháp tự tụ tập , bà tạo ra cùng Russell, Xu nhận thấy ngay tiềm năng lớn hơn . Bà nhận thức là các sợi có thể dùng như thể các cần cẩu - cranes xếp đặt những vật liệu xây dựng nhỏ hơn và chế tạo ra những điều nhỏ hơn nữa , tỉ như những linh kiện điện tử siêu nhỏ , mỏng như tờ giấy , các tế bào măt trời in ra được . Công trình mới nhất của bà là phối hợp các polymers tự tụ tập nhau với các hạt nanô . Khi bó buộc những hạt tử này nhận trật tự xếp đặt như polymers , bà đã xử lý dùng cả ngàn tỉ chúng xếp hàng như ý bà muốn.

Xu hy vọng rằng công trình này sẽ giúp cho các tế bào mặt trời   một ưu điểm cạnh tranh đối với các nhiên liệu hóa thạch, nhưng mặt khác là bà không hề nghĩ ngơi lúc này . Bà luôn luôn theo đuổi , săn bắt những ý kiến mới và hình dung những thí nghiệm   hy vọng sẽ làm bà ngạc nhiên , chứ không phải chỉ để xác định những lý thuyết hiện hửu. Bà nói: “ thật là quan trọng nghĩ đến khoa học một cách thẳng góc thay vì cách song song “.    Nếu không thì bạn chỉ sơn lại nhà của kể khác mà thôi! 

 

 

Ông Dennis Hong, năm nay 38 tuổi, là người xây dựng những rôbôt phức tạp

không chỉ sao chép sinh học, mà còn cải thiện thêm chiếu theo những nguyên tắc thanh lịch và hửu hiệu của ngành. Năm 1977, một cậu bé mới 6 tuổi , viếng thăm thành phố Los Angeles từ Nam Hàn xem Chiến Tranh Các Vì Sao- Star Wars, lần đầu tiên , Ông trố mắt nhìn cách di chuyễn lạ kỳ của R2-D2 và tương tác con người -rôbôt của C-3PO. Ông nhớ lại trên chuyến bay trở về Nam Hàn: “ Ông biết là ông sẽ chế tạo rôbôt suốt đời.

                  Ông nói : khi tôi gia nhập VT, ai nấy đều cho ngành rôbôt học phải chuyên về Thông minh. Thay vì vậy , ông lựa chọn tụ điểm trên các hệ thống cơ học, tìm thấy trong Thiên Nhiên. . Ông giải thích rằng ông không sao chép Thiên Nhiên, ông dùng các nguyên tắc của Thiên nhiên. Kiểu họa robot ba cẳng, chẳng hạn, có vẽ không thiên nhiên tí nào, thế nhưng nó bắt chước Thiên Nhiên, quán tính điệu bộ con người. Hầu tiến tới, trọng tâm của nó búng quay đi , làm cho một cẳng lệch vào giữa hai cẳng kia . Bàn tay rôbôt do không khí ép kiểm soát, làm thay đổi sức níu kéo của nó mà khỏi cần động cơ khác, tương tự   cách con người niú kéo, dựa vào các dây chằng co giản giúp các ngón tay uốn quăn .

 

 

             Adam Wilson, 28 tuổi , làm những công trình công nghệ, giúp cho bệnh nhân kiểm soát máy móc.  Ông thuộc Trung tâm Wadworth , bộ Y tế ,tiểu bang New York. Tháng tư năm 2009 , ông là người đầu tiên gửi một truyên tin thần giáo cách cảm trên vị trí mạng lưới xã hội Twitter. Ông viết : “ Sử dụng EEG để Gửi Tweet”   nói đến   điện đồ nảo -electroencephalograph ( EEG ) ông dùng ghi chép các tín hiệu điện trong nảo ông . Đeo một mủ chỏm chứa đầy điện cực nối dây vào một computer , ông viết chậm rải lá thư ông gửi, tụ điểm trên các chữ bật sáng trước mắt ông trên màn ảnh .

  

 

John Rinn , 33 tuổi , sáng chói vì đã bỏ  chơi trượt băng thành một nhà sinh học thượng đẳng khi chứng minh là RNA “ rác rưới  “ là một then chốt tiềm thế cho sức khỏe con người. Ông thuộc Trung tâm y Khoa Deth Israel Deaconess,  đại học Harvard. John Tinn đã có một  lịch sử lâu dài đánh vỡ qui ước. Khi khôn lớn , ông thích trượt ván băng , trượt ván tuyết hơn là đi học . Ông đổi 4 trường trung học trong 4 năm, và chỉ chịu tốt nghiệp trung học , lúc mẹ ông hẹn thưởng ông một xe hơi , nếu ông ra trường. Ông vào học đại học Minnesota , tuồng như để có cơ hội tiệc tùng hay trượt dốc  núi đồi .  Nhưng năm thứ hai đại học, bị thương khi trượt ván tuyết , ông được một khải phát, cảm hứng do kiến trúc sư Howard Roak không hề nhân nhượng trong phim “ Nguồn Suối - the Fountainhead của Ayn Rand “ . Ông tự hỏi: “Vậy chớ tôi có thể làm được những gì mà tôi lưu tâm đến nhiều ? Ông khởi sự lao đầu và các lớp sinh học và nhận thấy là không những ông có khả năng học khoa học , mà nay ông lại còn thấy thích thú khoa học nữa. Ông luôn luôn có điểm Ưu- A‘s và sau đó khám phá điều cảm hứng tương lai sự nghiệp ông : RNA  .

Khoa học không làm lu mờ khía cạnh “ phản loạn” của ông. Ông đã lật ngược lại phương cách các nhà sinh học tư duy về hệ gen người - human genome . Dù tương tự DNA, RNA luôn luôn được xem là ke/ trợ giúp DNA. Nhiệm vụ được biết tốt nhất của RNA là biến cải genes thanh protêins. Vài RNA còn được xem là không có chức năng gì cả thảy , nghĩa là được xem như thể là rác rưới tế bào. Nhưng năm 2003, khi còn là một sinh viên cao học ở Yale, Rinn khám phá ra hàng ngàn loại RNA mới, gọi là những RNA lớn không làm mã số tên gọi là LINs, sau đó chứng minh là chúng đóng những vai trò không chỉ là có nhiệm vụ điều hòa gen (es )  thôi, mà còn chỉ huy toàn thể màn kịch . Lúc bấy giờ , ý niệm này được xem là gây gỗ , đôi khi đáng nực cười nữa . Rinn nói : Đúng là điều quen thuộc một lần nữa; bạn say mề  những gì có vẽ ngu muội. Khoa học cỗ điễn chưa sẳn sàng. Hầu như chưa một ai sẳn sàng chấp nhận ý kiến mới.

Ông làm câm hẳn những người chỉ trích , năm 2007, khi ông trình bày là một LINs đóng một chức năng then chốt trong các tế bào con người. Ông gọi tên nó là HOTAIR , một  cái gật đầu méo mó đến sự kiện là rất nhiều   nhà khoa học cho lảnh vực Rinn đang khảo cứu chứa đầy điều này. Phân tử cùng cấp protêins cho một cụm khẩn thiết gen( es ) và giúp điều hòa phản ứng miễn nhiễm , tăng trưởng ung thư, chất béo và sản xuất tế bào gốc , ngoài nhiều điểm khác. . Rinn thêm: Nếu chúng ta gở rối mã số chúng ,  chúng ta có thể làm công nghệ những phân tử này,  bẻ cong hệ gen theo ý muốn chúng ta . Như thế phát hiện ra những khuôn mặt mới cho các phép chữa trị và cho sức khỏe nhân loại.

RNA chức năng cao không phải là khám phá duy nhất của ông. Năm 2006 , ông giải đáp một câu hỏi sinh học đã lâu đời: cách nào tế bào biết được là sẽ đi về đâu và cư xử như thế nào ? Bằng cách so sánh những gen biểu hiện trong tế bào quanh thân thể , ông khám phá một loại mã số chuyễn mau - ZIP code hướng dẫn và tái định hướng tế bào . Ông vẫn tiếp tục tìm thêm LÍNs, hy vọng chúng sẽ tiết lộ những bí mật tế bào . Cuối cùng , Rinn thích di truyền học tương tự như ông đã thích trượt ván tuyết: Tôi muốn lấy một cái gì xưa cũ , vặn chéo nó lại , và tìm ra những gì mới từ nó.

 

 6- Toán học: Thử nghiệm đâm sầm chống người nộm

 

André Platzer, 30 tuổi, sáng rực là vì phần mềm - software ông làm giúp cho du hành trên máy bay , xe lữa, ô tô an toàn hơn . Ông thuộc đại học Carnegie Mellon. Thỉnh thoảng, một sáng kiến khẩn thiết xuất hiện, khiến chúng ta khó tưởng tượng là chúng ta đi về đâu, nếu không có nó. Hãy nghĩ tới dây buộc lưng vào chỗ ngồi , thuốc kháng sinh , ống chữa lữa.  Nay hãy thêm vào KeYmaera của André Platzer, một phần mềm giúp các hệ thống an toàn kiểm soát bằng computer tránh những sai lầm tai họa. Nay là một nhà khoa học đại học Carnegie Mellon, Platzer sinh quán ở Đức . Ở  nước này, ông đã trở thành, ngoài nhiều năng khiếu khác, một nhà khiêu vũ thiện nghệ phòng ốc rộng. Ông cho biết dã đoạt vài giải thi đua khiêu vũ , nhưng bị lòe mắt về computer, và sự kiện này nay chiếm hết thì giờ của ông. Năm 2006, khi là giáo sư viện đại học Oldenburg ở Đức, ông bắt đầu khảo sát cách nào những hệ thống tự định hướng - autopilot lại thất bại . Rồi ông khám phá ra rằng  không có một kiểu mẩu nào lại có thể thử nghiệm tốt đẹp cho một số điều kiện ít ỏi, nắm nhỏ  trong bàn tay, và ông xây dựng nên hệ thống KeYmaera  , Trước đó, một đề nghị tránh đụng nhau cho Cơ quan Hàng Không Liên Bang, sẽ nói cho hai máy bay quá gần nhau trên đường bay cắt quảng nhau,  nên bay phía bên phải , bay một vòng tròn hay quẹo tay phải, dể tránh đụng độ nhau.Khi thử nghiệm Keymaera, xem cái gì sẽ xảy ra khi máy bay thay đổi tốc độ bay, cao độ và hướng bay, ông thấy rằng trong một vài trường hợp hiếm có, thủ tục có thể làm máy bay đụng nhau khi tiến tới . Platzer làm ra những màn kịch thay thế,  đặt vào KeYmaera , mãi cho đến khi ông xác nhận một cách  bay, chuyễn động an toàn hơn. Phần mềm ông làm cũng đã sửa sai tiềm năng cứu mạng sống ở những kiểu mẩu hệ thống tàu hỏa cao tốc tại Âu Châu và kiểm soát tốc độ đi dạo - cruise thích nghi trên ô tô. Ông lưu ý: trước khi xài 1 tỉ đô la Mỹ cho một hệ thống nào đó, điều đáng làm là phải bảo đảm hệ thống chạy tốt .

 

 

Dấu kín trong lòng, cha mẹ bà hy  vọng con gái mình sẽ lựa chọn một nghề nghiệp an toàn hơn. Thế nhưng khi còn ở trung học, Rubins đã định tâm nhắm một  nghề nguy hiểm khác: săn bắt những virus giết người. Cùng lúc, không có gương trên trần nhà  cản trở,  buộc bà lùi bước. Rubins xuất bản bài khoa học  đầu tiên về HIV năm 1999, khi còn học cử nhân tại đại học UC San Diego. Năm 2001, khi đang học tiến sĩ ở đại học Stanford, bà giúp cho Viện Khảo cứu các Bệnh Lây nhiễm của Lục Quân Hoa Kỳ, tạo lập mô hình đầu tiên động vật thử nghiệm đậu mùa- smallpox , một tai ương đã giết hàng triệu người, trước khi bị diệt trừ tận gốc, năm 1980.  Công trình Rubin giúp có thể nghiên cứu cách nào virus né tránh hệ thống miễn nhiễm ở mô còn sống, một bước tiến chánh đến y khoa mới và vaccines, nếu ví thử quân khủng bố chụp được một trong hai mẩu đậu mùa đã biết. Chính khả năng có thể làm thế giới thay đổi thực sự , đã thúc đẩy Rubins. Bà nói: chúng tôi có trách nhiệm, khi là một nhà khảo cứu, phải giúp đở dân gian.

Sau đậu mùa, Runbins mau lẹ chuyễn chú tâm qua một tai ương khác là đậu mùa khỉ - monkeypox , một virus  đặc hửu - địa phương, nay đang biến thành dịch tể ở Phi Châu. Virus này  bà con với đậu mùa đặc hửu trên khỉ và loài gặm nhắm - rodents, nhưng lại có cơ nhảy vọt qua con người, khi làm thịt hay tiêu thụ thịt rừng, gây ra mụt nhọt ở mặt, mù mắt hay chết chóc. Khi còn là nhân viên Whitehead, MIT, Rubins trải nhiều tháng thăm viếng rừng rậm xứ Cộng hòa Dân Chủ Congo, thỉnh thoảng ăn sùng - grubs sâu bọ , theo đúng tiêu chỉ của bà là nếu ai đó nấu sùng làm  bửa ăn, thì bà cũng ăn sùng được vậy . Cố gắng hình dung tại sao bệnh lại có vẽ lan tràn nhanh chóng như thế. Những vùng  cơ cấu y tế yếu kém làm cho lây nhiễm khó chận đứng, và một kiểm dấu các trường hợp lên cao,  gợi ý là virus đang mạnh mẽ thêm.

Hầu theo dõi tiến trào di truyền của đậu mùa khỉ, Rubins và các đồng nghiệp thu thập và          phân tích các mẩu DNA từ các bệnh nhân tự nguyện. Vì lẽ các kỷ thuật làm trình tự di truyền cỗ truyền cần nhiều tuần lễ và thường cho ra những thành quả không hoàn toàn, bà giúp phát triễn một phương pháp mau lẹ hơn và chính xác hơn. Điển hình các nhà khoa học trích các đậu mùa khỉ  trên các mẩu bệnh nhân và làm tăng trưởng virus trên con người hay trên tế bào khỉ . Vấn đề là virus có thể tiến trào phản ứng theo môi trường cấy nuôi; cho nên sỉ số virus cuối cùng, ít khi giống sỉ số virus thật sự lây nhiễm dân gian Phi Châu. Ý kiến của Rubins là bỏ qua giai đoạn cấy mô, thay vào đó dựa trên máy làm trình tự DNA cao năng, phóng đại mọi vật liệu di truyền. Rồi bà họa kiểu một thể thức la bô  và algorithms để lựa chọn đậu mùa khỉ, từ các tế bào người. Toàn diện tiến trình này chỉ mất ít hơn 5 ngày và tạo ra điều Rubins gọi là một số lượng “ bỉ ổi “ dữ liệu di truyền trên virus này.

 Ngày nay, Không Quân Hoa Kỳ không còn loại đàn bà - phụ nữ, không cho họ lái phi thuyền.  Chánh sách thay đổi năm 1993, nhưng lúc đó Rubins đã đổi chí hướng. Bà chưa bao giờ là kẻ ngồi chờ đợi sóng triều thay đổi. Mùa thu năm nay, khi nhóm bà tiếp tục công trình ở Phi Châu, Rubins sẽ có cơ hội thực hiện mơ ước thời thơ ấu, khi bà gia nhập lớp phi thuyền thứ 20 của NASA, được huấn luyện trở thành một trong những nhân vật đầu tiên lái phi thuyền Orion, tiếp nối phi thuyền Con thoi. Được tuyễn chọn trong số hàng ngàn thí sinh, bà cho biết sở thích lúc nhàn rổi của bà là nhảy dù và  lặn mang dụng cụ khí ép - scuba diving, ngoài khả năng sống mạnh trong những nơi nguy hiểm. Được hỏi là bà có  bồn chồn, lo lắng về viễn ảnh lái phi thuyền không gian mới lên mặt trăng không, bà bình tĩnh trả lời: không bao giờ. Vì tôi muốn là kẻ đầu tiên được lái, phải không ? Tôi chỉ xúc động thôi.

 

 

 

            Michael Trano đang khai thác sức mạnh lạ lùng của kỷ thuật nanô,  để dò ra ung thư. Năm nay 33 tuổi, ông thuộc viện Kỷ thuật Massachusetts Of Technology - MIT .. Khi ông còn làm hậu tiến sì tại đại học Rice,  thầy tinh thần ông  khuyên một lời  đơn giản: hãy nhìn vào những vùng các ngành cắt ngang nhau. 8 năm sau, ông là giáo sư thực thụ tại MIT và là một trong số các nhà khảo cứu dẫn đạo của thế giới về vật liệu  hạt lượng kìm hãm - quantum- confined materials , một lảnh vực kỷ thuật nanô có tiềm năng biến đổi y khoa ung thư , điện mặt trời, điện tử và nhiều ngành khác .

 Ông bị chói lòe mắt, đặc biệt về tiềm năng các ống nanô carbon.  Những cơ cấu bé tí xíu này phát ra ánh sáng gần hồng nội, xuyên qua nhưng không làm tai hại mô con người. Tiêm vào tế bào, chúng có thể dùng như thể các máy dò - sensors sinh học, nhạy cảm đến nổi chúng có thể dò ra một phân tử duy nhất của một hóa chất tiềm năng hiểm độc.

Khi liệt Strano vào danh sách các kẻ đang làm chuyện lớn , thật là cú sốc mạnh khi biết là ông đã có 3 con, dưới 5 truổi. Vậy chớ ông có cần chút thời giờ ngưng trệ, khi máy móc hỏng không ? Ông nói; khoa học là một sở thích lúc tôi nhàn rỗi.

 

 

            Máy dò của Lynch nối vào các nơ không dây - wireless nodes   liên lạc với các nơ khác trên cầu , xử lý các dữ liệu và chuyễn các vấn đề tiềm năng  đến nha thanh tra địa phương, sử dụng một nối kết dũ liệu tế bào. Mỗi máy dò là một tấm polymer 3 bộ vuông - foot square và chỉ dày vài micron, bao phủ các yếu tố cơ cấu chánh của cầu, tỉ như các bảng mảnh can nối,  đã gãy ở cầu Minneapolis. Những khoảng thời gian lập trình hay theo chỉ thị từ một thanh tra, một vi xử lý nhỏ, có thể gủi đi một dòng điện qua các ông nanô carbon dẫn điện đặt trong các tấm, trong khi các điện cực đo điện trở -resistance để dò các kéo căng, xói mòn,  trọng tải và hàng ngàn chỉ dẫn căng thẳng khác. Những điểm nóng được phô bày trên một đồ bản kỷ thuật số của  cầu. Lynch chưa biết rỏ mỗi máy dò tốn bao nhiêu, nhưng vì lý do chúng không dây, chúng sẽ rẽ hơn để sử dụng so với các máy dò hiện hửu và sẽ hủy bỏ những tổn phí kiên hệ đến những chuyến thanh tra không cần thiết.