PETER LEONIDOVICH KAPITZA
''Nếu một viện sĩ hàn lâm sau khi mất mười năm vẫn còn được người đời nhắc tới thì ông ta là một nhà kinh điển của khoa học''. Đó là lời của Peter Leonidovich Kapitza tức Pyotr Kapitsa (1894 - 1984) - Viện sĩ hàn lâm một người trong nhiều thập kỷ được nổi tiếng trên toàn thế giới là một nhà kinh điển sống của vật lý thế kỷ XX.
Lúc Peter Kapitza mới 18 tuổi anh đã được người đứng đầu tương lai của trường phái vật lý của nước Nga Xô viết là Abram Fyodorovich loffe (1880 - 1960) mời tham gia nghiên cứu khoa học tại nơi ông làm việc thuộc Học viện bách khoa Petersburg nổi tiếng. Nhưng chẳng bao lâu sau nước Nga rơi vào một thời kỳ lịch sử đầy biến động - ''thời kỳ chiến tranh và cách mạng''.
Nhà khoa học trẻ gặp không ít tai họa. Vận rủi bi thảm táng lên đầu ông - trong vòng một tháng trời ông mất cha, vợ, đứa con trai hai tuổi và cô con gái mới sinh... Đó là vào mùa đông năm 1919, trong thời kỳ nội chiến, khi dịch cúm ''Tây Ban Nha'' hoành hành khắp nơi. Chuyến đi công tác khoa học nước ngoài đối với Peter Kapitza vừa là định mệnh vừa là cứu giúp.
Hiểu được tâm trạng nặng nề của người học trò loffe đã phiên chế Kapttza vào nhóm các nhà khoa học Nga được gửi sang Châu Âu nhằm nối lại các mối liên hệ của nước Nga với nền khoa học thế giới.
Kapitza được gửi đi Cambridge nước Anh. Ở đây Peter Leonidovich đã có thể, thực ra là chẳng khó khăn gì thuyết phục được E. Rutherford vĩ đại cho ông cơ hội có được một đợt thực tập dù ngắn hạn tại phòng thí nghiệm Cavendish nổi tiếng. Đợt thực tập ngắn hạn đã biến thành đoạn đời 13 năm của Kapitza sống tại nước Anh (1921 -1934).
…Bắt đầu những năm 20 - thời kỳ thuận lợi trong sự xây dựng nền vật lý hiện đại. Những thí nghiệm khó lòng tin được đã được thực hiện nhằm đi sâu vào vật chất. Đã diễn ra nhiều cuộc thảo luận sôi nổi nhằm giải thích các định luật lượng tử. Phòng thí nghiệm Cavendish sống động trong những hoạt động đó. Peter Kapilza hòa nhập vào bầu không khí sôi động bao trùm nơi đây một cách rất nhanh chóng - trường phái loffe đã chuẩn bị cho ông tiếp cận với cái mới trong các vấn đề nguyên tử.
Không phải ngẫu nhiên mà Kapitza chỉ trong hai tuần lễ, trên tầng sát mái phòng thí nghiệm, đã thực hiện xong các phép đo phóng xạ bắt buộc đối với những người mới tới làm việc, một khối lượng công việc được trù tính cho thời hạn nửa năm.
Kapitza đã đem tới Cavendish một phong cách mới sẵn sàng đối đầu với sự mạo hiểm kỹ thuật: Ông đã biến hiện tượng chập mạch thành nguồn phát xung mạnh để có được các từ trường cực mạnh. Một phần trăm giây - chỉ như một nháy mắt thoảng qua trong thế giới vĩ mô, nhưng lại hầu như vô tận đối với các biến cố trong thế giới vi mô. ''Ý tưởng cơ bản, - Kapitza giải thích, là tạo ra được một trường trong một thời gian cực ngắn. Bằng cách đó có thể đưa vào ống dây một điện năng lớn mà vẫn tránh cho nó bị nóng lên''. Kết quả là ta có được các thông tin về cấu trúc vật chất và trường mà trước đây không thể có được. Kapitza đã không sợ hãi mà còn vui mừng vì tiếng ồn khó chịu của máy móc trong phòng thí nghiệm, mặc dầu có lần các ống dây bị bắn tứ tung vỡ tan tành và sự cố làm rung chuyển cả các bức tường cũ kỹ của Cavendish.
Rutherford đã không hà tiện khi xét duyệt các khoản chi cho sáng kiến của ''thiên tài từ nước Nga''... - Cũng vào những năm 30 một trong những cán bộ của phòng thí nghiệm Cavendish khi nói về những thiếu thốn của thầy mình (ý nói Rutherford) đã nhận xét rằng ngài Ernest (Rutherford) đã dành rất nhiều tiền cho các nghiên cứu của Peter Kapltza. Đương nhiên, mọi người đều hiểu ngầm là một phòng thí nghiệm hiện đại riêng tách biệt đã được xây dựng cho nhà khoa học người Nga ở khuôn viên sân Cavendish. Việc này tốn 15 ngàn bảng Anh trong số tiền của một ''Mạnh Thường Quân'', nhà hóa học và doanh nhân Ludwig Mond đã để lại cho Hội hoàng gia Anh. Không một học trò nào của Ngài Ernest có được một vinh dự và được chi tiền cho nghiên cứu lớn đến như thế.
Lễ khai trương trọng thể phòng thí nghiệm Mond được tổ chức vào tháng hai năm 1933. Đến thời kỳ đó khi bàn về hoạt động khoa học của Kapitza người ta thường thấy có các từ ngữ bắt đầu bằng chữ ''siêu''. Các từ trường siêu mạnh. Xemina siêu phàm được ông tổ chức trong sinh hoạt khoa học ở Cambridge chẳng bao lâu sau được gọi là Câu lạc bộ Kapitza. Cứ hai tuần một lần các cộng tác viên tài năng trẻ của phòng thí nghiệm Cavendish lại tụ tập ở nhà một người nào đó thảo luận hăng hái về những thông tin khoa học mới nhất, đưa ra các ''ý tưởng điên rồ'' nhất. Người ta bàn về thông báo Chadwick của Câu lạc bộ ''Nơtron?...'' xem có ý nghĩa gì. Trong số khách mời và các báo cáo viên của Câu lạc bộ có cả các nhà bác học lừng danh đến từ châu Âu đến lục địa - Bohr, Born, Ehrenfest và nhiều người khác. Ở phòng thí nghiệm Mond Peter Kapitza bắt đầu làm việc với các nhiệt độ siêu thấp.
Kapitza thường xuyên trở lại nước Nga. Mười ba năm sống ở Anh quốc, không bao giờ ông nghĩ mình là người Anh và kiên quyết từ chối việc thay đổi quốc tịch. Tháng chín năm 1934, khi nhà bác học sau chuyến nghỉ phép thường kỳ chuẩn bị trở lại Cambridge thì chính quyền Xô viết có lệnh cấm không cho ông ra nước ngoài. Người ta còn không cho phép ông được nói chuyện với Rutherford để bàn giao lại công việc! Và Kapitza đã buộc phải bắt đầu lại toàn bộ công việc ở Moskva. Khi đó ông mới 40 tuổi.
Viện các vấn đề vật lý (IFP) do ông thành lập trên đồi Vorobyov chỉ bắt đầu hoạt động thực sự vào năm 1936. Chẳng bao lâu sau, vào năm 1938 Kapitza đã gửi đăng ở tạp chí ''Báo cáo Viện hàn lâm khoa học Liên Xô'' và tạp chí ''Nature'' (''tự nhiên'', Anh quốc) một thông báo kỳ lạ về việc khám phá ra hiện tượng siêu chảy: chuyển động của chất lỏng không có ma sát! Đó là một tính chất vật lý chưa từng thấy đã xuất hiện ở heli lỏng ở các nhiệt độ cực thấp. Phát hiện tính siêu chảy của heli lỏng, không còn nghi ngờ gì, là thành tựu khoa học nổi tiếng nhất của nhà nghiên cứu tài năng. Để nghiên cứu heli lỏng, phải có được nguyên tố này với số lượng đủ cho các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, Kapitza đã phải chế tạo ra máy hóa lỏng heli. Thiết bị của ông mới mẻ hẳn về nguyên lý và đã mau chóng được thế giới công nhận. Việc tạo ra máy hóa lỏng heli đã quyết định sự phát triển của cả một lĩnh vực vật lý - vật lý các nhiệt độ thấp. Các thành tựu lớn khác của nhà sáng chế Kapitza là chế tạo được máy giảm áp tua bin - hệ thống thiết bị năng suất cao để hóa lỏng không khí và chế tạo ôxy lỏng.
Quyết định của chính phủ Liên Xô tách Kapitza khỏi phòng thí nghiệm Mond chỉ là đòn tấn công mạnh đầu tiên vào số phận khoa học của ông. Một năm sau khi chiến tranh kết thúc, vào năm 1946, người ta còn giáng lên đầu ông đòn thứ hai: tách ông ra khỏi phòng thí nghiệm lần này không phải của nước ngoài mà là ra khỏi Viện nghiên cứu vật lý trên đồi Vorobyov quê hương do ông sáng lập! Kapitza bị bãi chức Viện trưởng vì... tính khí độc lập và sự can đảm hiếm có trong hành xử.
Tính khí độc lập và sự táo bạo khác người này đã được ông thể hiện ba lần trước cả lúc chiến tranh xảy ra vào các năm 1935, 1937 và 1938. Vào năm 1935 ông gửi cho người đứng đầu chính phủ một bức thư với lời lẽ gay gắt bảo vệ nhà toán học nổi tiếng Nikolai Nikolayevich Luzin (1883 - 1950), bị các quan chức của Đảng hãm hại. Và cho dù thư trả lời có giọng điệu thô bạo thì cũng thấy chắc chắn là bằng bức thư của mình. Kapitza ít ra đã cứu Luzin khỏi bị bắt. Vào năm 1937 người ta đã bắt giam nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng Vladimir Aleksandrovich Fock (1898- 1974) và Peter Kapitza đã không trì hoãn gửi công văn thẳng tới Stalin. Và Stalin kinh ngạc trước sự dũng cảm ấy đã ra lệnh thả tự do cho Fock. Vào một buổi sáng tháng tư năm 1938, khi không thấy Leo Landau - người đúng đầu giới vật lý lý thuyết - xuất hiện ở Viện các vấn đề vật lý và khi người ta hiểu ngay lý do vì sao Kapitza một lần nữa lại lập tức đề nghị Stalin có sự can thiệp vào ''vận mạng của người đứng đầu bộ môn vật lý lý thuyết của Viện mới bị bắt giam đêm nay...''. Người ta cũng phóng thích người bị bắt, song lần này không phải ngay lập tức mà phải sau một năm.
Trong thời gian chiến tranh chống chủ nghĩa phát xít, thiên tài vật lý - kỹ thuật của Kapitza thật là vô giá trong việc tạo ra sự ưu việt về kỹ thuật quân sự so với kẻ thù hùng mạnh. Do những công lao hết sức xứng đáng trong việc tạo ra máy giảm áp tua bin và khám phá ra tính siêu chảy ông đã được nhận các giải thưởng Nhà nước Liên Xô (thời bấy giờ gọi là giải thưởng Stalin). Danh hiệu anh hùng lao động xã hội chủ nghĩa ông được phong tặng năm 1945, Viện các vấn đề vật lý được tặng Huân chương lao động Cờ Đỏ - tất cả các danh hiệu cao quý này không còn nghi ngờ gì nữa là một đảm bảo chắc chắn cho vị trí xã hội và bản thân nhà bác học cùng tập thể quanh ông.
Tháng tám năm 1945 người ta đưa Kapitza cùng với Igor Vasilyevich Kurchatov vào ủy ban đặc biệt nghiên cứu chế tạo vũ khí nguyên tử của nước Nga. Người ta đã thể hiện sự đặc biệt tin cậy: ở ủy ban này chỉ có hai nhà vật lý - còn đứng đầu ủy ban là Beria Bộ trưởng Nội vụ (an ninh) Liên Xô. Chính điều này lại đưa đến tai họa.
Chỉ vài tuần lễ ngắn ngủi sau đó Kapitza đã thấy rõ là ông không thể làm việc dưới một sự chỉ đạo như thế. Điều này được bày tỏ trong hai bức thư gửi Stalin với một thái độ hết sức thẳng thắn. Người ta đã không giữ bí mật nội dung thư trái lại còn đưa cho Beria xem. Trong thư nói rằng Lavrenti Beria điều hành dự án nguyên tử mà chẳng hiểu gì công việc giống như nhạc trưởng chỉ huy dàn nhạc giao hưởng mà không biết gì về tổng phổ (hay bản dàn bè)!
Khó có thể nói điều gì đã buộc Stalin kiềm chế sự trả thù của Beria. Có thể là tên tuổi ''kẻ phạm tội'' đã quá lớn. Người ta chỉ biết được mấy lời sau đây của Stalin: ''Tôi sẽ cách chức ông ta cho anh, nhưng anh không được động đến ông ta''. Kapitza thoát nạn! Người ta ''chỉ'' loại nhà vật lý danh tiếng khỏi ủy ban đặc biệt, đưa ông ra khỏi Viện các vấn đề vật lý do ông thành lập.
Nhưng Kapitza không nhụt chí khoa học. Trong tình trạng không có người cộng tác không có thiết bị, thế mà chỉ mấy tháng sau, ông đã tổ chức được ở nhà nghỉ của mình trên Đồi Nikolin một phòng thí nghiệm nhỏ và lại trở thành giám đốc, nhưng lần này chỉ là giám đốc một chiếc ''Lều các vấn đề vật lý''. Ông nghiên cứu các vấn đề thủy động lực học vì lĩnh vực này không cần phải có các thiết bị phức tạp cho các thí nghiệm, hầu như tất cả đều có thể làm bằng tay. Dần dần về sau, các bạn bè vật lý của ông bất chấp sự nguy hiểm do tiếp xúc với vị viện sĩ đã thất sủng bắt đầu giúp Kapitza có các thiết bị thí nghiệm, giúp ông chế tạo các máy móc cần thiết.
Dần dần điện tử học công suất lớn trở thành đối tượng nghiên cứu của Kapitza. Một lần nữa ông lại phải nỗ lực nhiều trong tư duy sáng tạo. Kapitza đặt cho các máy phát cao tần các tên ''planotron'' và ''nigotron''… ''Plano'' để nhấn mạnh tới dạng phẳng của máy phát, còn ''nigo'' là từ ghép từ hai chữ Nikolina gora (đồi Nikolin).
Chỉ hai năm sau khi Stalin mất người ta đã trả ông về Viện các vấn đề vật lý vấn vào cuối tháng giêng năm 1955 nhà bác học lại được đề bạt là Viện trưởng Viện này.
Kapitza đã dành những năm cuối đời mình cho việc tiếp tục các nghiên cứu ở tầm cỡ sâu rộng hơn về điện tử học các công suất lớn và vật lý plasma, đã được bắt đầu trên đồi Nikolin Vật lý plasma... Vật lý của các lò phản ứng nhiệt hạch tương lai - các nguồn năng lượng vô tận! Và một lần nữa từ ''siêu'' lại được dùng với ông - các công suất siêu cao, các nhiệt độ siêu cao.
P. Kapitza được nhận giải thưởng Nobel khá muộn khi ông đã 84 tuổi, vào năm 1978, khi mà tất cả những gì có kèm từ ''siêu'' của ông đều đã được ''ghi danh'' vào lịch sử của khoa học hiện đại, và lẽ ra mỗi một trong số cái “siêu” này của ông đều đáng được nhận phần thưởng cao quý này. Peter Kapitza đã được ông trời ban tặng hết sức hào phóng tài năng sáng tạo, song lịch sử đã không ''nuông chiều'' ông.
CHẤT LỎNG SIÊU CHẢY
Heli - một chất khí bị hóa lỏng ở 4 K, nghĩa là ở nhiệt độ gần với không độ tuyệt đối. Heli lỏng tuyệt vời ở chỗ cho dù có hạ nhiệt độ hơn nữa ở áp suất thông thưởng thì nó cũng không chuyển sang trạng thái rắn. Đó là một chất duy nhất có đặc tính này. Nhà vật lý Hà Lan Willem Hendrik Keesom (1876 - 1956) năm 1932 đã phát hiện một tính chất thú vị khác của heli lỏng. Hạ nhiệt độ của heli lỏng kể từ điểm sôi, Keesom là người đầu tiên quan sát thấy ở gần 2,2 K sự sôi của chất lỏng đột ngột dừng lại, bề mặt của nó trở nên nhẵn phẳng và sự bay hơi tiếp theo diễn ra không có các dấu hiệu của sự sôi. Hóa ra là ở nhiệt độ 2,17 K heli chuyển từ pha này sang pha khác, và có các tính chất hoàn toàn bất thường - ở thời điểm này nhiệt dung tăng lên đột ngột, nhưng không ghi nhận được sự phát ra hay hấp thụ năng lượng tiềm ẩn. Các nhà vật lý gọi hiện tượng này là các chuyển pha loại hai. Trước điểm 2,17 K người ta gọi heli là heli I, còn sau điểm này là heli II.
Keesom đã thiết lập được rằng độ dẫn nhiệt của He II lớn một cách khác thường. Nó gấp 10 triệu lần độ dẫn nhiệt của bạc. Ngoài ra nó có một đặc điểm hết sức lý thú: nó tăng đến giá trị cực đại ở 1,9 K và giảm khi tiến gần đến không độ tuyệt đối. Keesom gọi hiện tượng này là tính siêu dẫn nhiệt của heli lỏng.
Nhà bác học Nga Peter Kapitza cũng đã quan tâm đến các tính chất kỳ lạ của heli lỏng. Ông cho rằng tính siêu dẫn của Heli là hệ quả của việc tạo thành các dòng chất lỏng đối lưu. Các dòng này phải rất mạnh, điều chỉ có thể xảy ra trong trường hợp nếu độ nhớt của heli II cực kỳ nhỏ. Có thể đánh giá được độ nhớt bằng cách đo sự chảy tràn (sự chảy quá) của chất lỏng từ một bình này sang một bình khác qua một kênh hẹp. Kapitza đã dựng một thí nghiệm tuyệt vời. Ông cho heli lỏng đi qua một khe rất hẹp (0,5 - 1micrômét) có được nhờ hai bản thủy tinh mài nhẵn rất cẩn thận đạt tới độ chính xác quang học. Kết quả làm nhà thực nghiệm hết sức sửng sốt: He II gần như là biến mất. Độ nhớt của nó nhỏ hơn độ nhớt của He I hàng ngàn lần. Kapitza càng hoàn thiện thiết bị thì thấy độ nhớt của He II càng nhỏ. Và nhà bác học rút ra kết luận: He II - là một chất lỏng siêu chảy, nghĩa là nói chung nó không có độ nhớt. Hãy so sánh để dễ thấy: 1 lít nước có thể lọt qua khe rộng 0,5 micromét mất hai ngàn năm, còn một lít heli II chảy qua nó mất có một giây! Các thí nghiệm tiếp theo do ông thực hiện (ngày nay được trình bày hầu như trong tất cả các sách giáo khoa về vật lý), đều chứng minh một cách xác đáng rằng kết luận của ông là đúng: He II là một chất lỏng siêu chảy.
Để kết luận chúng tôi mượn lời của chính Peter Kapitza: ''Trong đời tôi lần đầu tiên đã tìm được một tính chất cơ bản nhường vậy của vật chất. Tôi đã làm nhiều thí nghiệm trong các lĩnh vực khác nhau, nhưng đây đã là vấn đề gặp may hay không gặp may. Khi gặp được một trường hợp như vậy, thì không lên bỏ qua nó. Những biện tượng lý thú như thế trong thiên nhiên vẫn còn không ít. Hiện tượng càng khó hiểu, nó càng trái với các quan niệm hiện đại, thì càng có tầm quan trọng. Cần phải có một khoa học tiên tiến để làm sáng tỏ những hiện tượng này''.
TỔN HAO BIẾN MẤT HAY LÀ TÍNH SIÊU DẪN
Năm 1908 nhà vật lý Hà Lan Heike Kamerlingh Onnes đã làm được điều mà trước ông không ai làm được. Trong phòng thí nghiệm nhiệt độ thấp đầu tiên trên thế giới (tại thành phố Leiden) ông đã thu được heli lỏng. Từ đó đã có thể tạo ra các nhiệt độ, không chỉ là nhiệt độ thấp, mà là siêu thấp (nhiệt độ sôi của heli là 4,44 K).
Các thí nghiệm trên vật chất ở các nhiệt độ gần với độ không tuyệt đối, đã cho các kết quả dị thường. Ở trạng thái siêu lạnh, vật chất không còn được miêu tả bằng các lý thuyết cổ điển: heli có các tính chất của chất lỏng siêu chảy, còn tính dẫn điện của các vật thể nói chung thể hiện thật khó hiểu.
Vào năm 1911 Kamerlingh - Onnes đã làm các thí nghiệm với thủy ngân, được đặt vào heli lỏng: ở 4,3 K điện trở của nó chỉ bằng 0,0021 điện trở của thủy ngân rắn, còn ở 3 K điện trở của nó giảm xuống dưới 0,00000010. Kamerlingh - Onnes đã gọi hiện tượng này là tính siêu dẫn. Nhiệt độ mà dưới nó quan sát được tính siêu dẫn, được gọi là nhiệt độ tới hạn (Tth). Độ chính xác của các phép đo hiện đại còn cao gấp 1010 lần độ chính xác của Kamerlingh - Onnes. Tuy nhiên cho tới nay vẫn không phát hiện được giá trị khác không đáng kể nào của điện trở suất của thủy ngân: nó còn nhỏ hơn 10-23 ôm.cm. Nếu có dây dẫn như thế dưới dạng một vòng khép kín thì dòng điện chạy trong nó sẽ được duy trì ít ra là trong 100 ngàn năm!
Về sau nhà bác học còn phát hiện thấy tính siêu dẫn ở thiếc, chì, tai và các kim loại khác. Đối với một số trong chúng nhiệt độ tới hạn Tth còn cao hơn ở thủy ngân. Người ta bắt đầu tìm kiếm các chất có nhiệt độ tới hạn cao hơn.
Lịch sử cuộc chạy tiếp sức này gồm mấy giai đoạn. Sau khám phá của Kamerlingh - Onnes người ta đã đi tìm (và đã tìm thấy) tính siêu dẫn ở các kim loại sạch (tinh khiết). Người ta đã tìm thấy nhiệt độ tới hạn cao nhất vào năm 1930 ở nguyên tố niobi (30K). Từ năm 1945 đến năm 1972 là giai đoạn ưu tiên nghiên cứu các hợp chất hai thành phần (gồm hai nguyên tố hóa học) và nhiệt độ tới hạn cực đại đã đạt đến 32,2K ở Nb3Ge. Từ năm 1975 người ta nghiên cứu các ôxit. Ví dụ, nhiệt độ tới hạn của TICa4Ba3Cu6Ox đã là K!
Năm 1987 một người Đức tên là Johannes Georg Bednorz (sinh năm 1950) và một người Thụy Sĩ tên là Karl Alexander Muller (sinh năm 1927) được nhận giải thưởng Nobel vì có công ''đột phá xuất sắc trong khám phá tính siêu dẫn trong các vật liệu gốm''. Nhiệt độ tới hạn của lớp chất siêu dẫn mới cao hơn cả nhiệt độ sôi của nitơ lỏng (77K)! Vậy thì, vì sao thành tựu này được đánh giá cao đến như thế? Từ thời của Kamerlingh - Onnes không có heli lỏng người ta không thể nghĩ tới việc tìm được tính siêu dẫn. Tuy nhiên heli là một nguyên tố rất khó hóa lỏng, chưa kể là nguyên tố này có rất ít trên Trái Đất (hàm lượng heli trong khí quyển chỉ có 0,001%), vốn nguyên tố này được phát hiện trước tiên trên Mặt Trời. Người ta hy vọng với những chất siêu dẫn nhiệt độ tới hạn cao tới trên 77 K, dùng được nitơ lỏng làm chất làm lạnh thì sẽ giảm chi phí làm lạnh tới hàng trăm lần. Bởi vậy hiện tượng siêu dẫn ngày nay có thể được sử dụng rộng rãi trong các mục đích thực tiễn, từ tình trạng quý hiếm nó đã biến thành thứ vật dụng thông thường của kỹ thuật hiện đại.
PHÒNG THÍ NGHIỆM NHIỆT ĐỘ THẤP Ở VIỆT NAM
Ở Việt Nam phòng thí nghiệm vật lý nhiệt độ thấp đầu tiên được xây dựng năm 1978 ở khoa vật lý Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội và sau đó ở Trung tâm quốc tế đào tạo về khoa vật liệu học ITIMS (Đại học Bách khoa Hà Nội) do Hà Lan (Đại học Amsterdam) viện trợ. Từ đây nhiều thành tựu vật lý nhiệt độ thấp trình độ cao đã được đưa vào ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và y học.
Tháng 10 - 1978, phòng thí nghiệm Vật lý nhiệt độ thấp, trường Đại học Tổng hợp (nay là trường Đại học Khoa học thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội) đã đưa vào hoạt động thiết bị hoá lỏng nitơ. Nhiệt độ sôi của nitơ lỏng là 77K (-196oC).
Tháng 12 - 1979, cũng tại phòng thí nghiệm này đã hóa lỏng được khí heli. Nhiệt độ sôi của heli lỏng là 4,2K (-268.8oC).
Nhờ có các điều kiện trên, ở Việt Nam đã có thể tiến hành các nghiên cứu khoa học và triển khai ứng dụng trong lĩnh vực nhiệt độ thấp. Các nghiên cứu chủ yếu thuộc về các vật liệu từ, vật liệu bán dẫn và kim loại.
Tháng 9 - 1987, cùng với các nhà khoa học ở các phòng thí nghiệm trên thế giới tiến sĩ Thân Đức Hiền cùng cộng sự ở phòng thí nghiệm Vật lý nhiệt độ thấp, trường Đại học Tổng hợp (cũ) đã chế tạo thành công và nghiên cứu vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao loại 1-2.3 (YBa2Cu3O7) với nhiệt độ chuyển pha (tức nhiệt độ tới hạn) Tc 
90 K.
Sau này các nhà khoa học Việt Nam đã chế tạo và nghiên cứu các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao khác như: Bi2Sr2Ca1Cu2O8 và Bi2Sr2Ca2Cu3O10 với nhiệt độ chuyển pha tương ứng 80 và 110 K.
Hiện nay các nghiên cứu vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao dạng khối và dạng màng đang được nghiên cứu trong khuôn khổ chương trình nghiên cứu khoa học cơ bản cấp nhà nước.
Hình bên mô tả sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hệ số từ hóa động của mẫu Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10. Kết quả đo tại Trung tâm Quốc tế Đào tạo về Khoa học Vật liệu (ITIMS).
