Vật lý – Ngành học nhiều thú vị

Vật lý – Ngành học nhiều thú vị

Tại sao không nên “kính nhi viễn chi” ngành Vật lý?

Ngành Vật lý kỹ thuật thú vị ngay từ tên gọi, tên gọi của ngành này có chữ “Vật lý” đứng đầu thay vì chữ “kỹ thuật” như các ngành kỹ thuật khác như kỹ thuật điện, kỹ thuật hóa học, kỹ thuật vật liệu… Tại sao tự nhiên một ngành kỹ thuật lại có cái tên khác biệt như vậy?. Điều này phải trở lại sự phát triển của ngành Vật lý. Vật lý là một ngành hàn lâm ra đời sớm nhất khi tính chung với sự ra đời của thiên văn học. Trong hai thế kỉ gần đây, sự phát triển rực rỡ của Vật lý nói chung và đặc biệt của một số lĩnh vực trong ngành Vật lý nói riêng đã dẫn đến sự hình thành và tách ra của các ngành khoa học riêng như Điện, Điện tử, Nhiệt và Vật lý hạt nhân… Sẽ thế nào nếu đổi lại thành Kỹ thuật Vật lý, thì chúng ta sẽ có một siêu ngành gồm rất nhiều lĩnh vực giống như các phần Cơ học, Điện, Điện tử … trong Vật lý. Từ cuối thế kỉ 20, khi nói đến Vật lý người ta thường hiểu là Vật lý lý thuyết và Thiên văn học. Để tách với Vật lý hàn lâm, ngành Vật lý kỹ thuật ra đời nhấn mạnh vào việc phát triển các lĩnh vực vật lý như quang học, quang điện tử, từ học, vật lý bán dẫn, vật lý plasma… vào trong kỹ thuật.

Chính vì chữ Vật lý được đưa lên đầu như vậy cùng với việc Vật lý là một lĩnh vực rất rộng nên khiến nhiều người nghĩ học ngành này là một ngành hàn lâm vừa khó học, vừa ít có cơ hội việc làm chứ không thiên về kỹ thuật như các ngành khác. Ngược lại hoàn toàn với suy nghĩ này, ngành Vật lý kỹ thuật là ngành khoa học kỹ thuật gắn liền với việc phát triển các kiến thức vật lý, các ứng dụng khoa học mới nhất vào công nghệ và sản xuất. Hiện nay, ở Viện Vật lý kỹ thuật – ĐHBK Hà Nội có bốn định hướng phát triển chính đó là: Quang học và Quang điện tửCông nghệ nano và vật liệu điện tửKỹ thuật hạt nhân và Vật lý y sinh, và Vật lý tin học ứng dụng cho lập trình.

– Quang học và quang điện tử: là lĩnh vực liên quan đến quang học, laser, LED, plasma, hệ thống truyền tín hiệu quang, vật liệu biến đổi năng lượng quang như pin mặt trời. Đặc biệt gần đây là các màn hình hiển thị, pin mặt trời và các ứng dụng mới của laser, plasma và LED.

– Vật liệu Điện tử và công nghệ nano: bên cạnh cung cấp các kiến thức cơ bản và cơ sở về điện – điện tử học, các công nghệ điện tử, vi điện tử và linh kiện bán dẫn (transitor, đi ốt, vi mạch – chip, ….), phát triển các linh kiện, ứng dụng dựa trên vật liệu mới như cảm biến sinh học, vật liệu biến đổi và tích trữ năng lượng là các hướng đang có nhu cầu nhân lực chất lượng cao lớn.

– Vật lý Tin học: là lĩnh vực liên quan đến mô phỏng, tính toán các hiệu ứng, hiện tượng vật lý, về các hệ thống điều khiển, mạng máy tính và các ứng dụng kỹ thuật của máy tính, ghép nối các thiết bị đo với máy tính …

– Kỹ thuật Hạt nhân – Vật lý Y học Bức xạ (Vật lý Y khoa): trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản và các ứng dụng mới nhất của vật lí hạt nhân như thế hệ nhà máy điện mới, thế hệ lò phản ứng mới, và đặc biệt nổi bật trong thời gian gần đây là ứng dụng của vật lý hạt nhân trong nông, công nghiệp, sinh học, y học, khảo cổ, quốc phòng và trong môi trường.

Bên cạnh đó, một ưu thế của ngành Vật lý kỹ thuật là liên quan đến các phương pháp phân tích, đo đạc hiện đại (do yêu cầu tiếp cận với các phát hiện mới nhất) nên dễ dàng phát triển sang lĩnh vực đo lường và quản lý chất lượng, đặc biệt là các vị trí trong bộ phận kiểm tra chất lượng của các nhà máy công nghệ cao.

Do tầm quan trọng và thời sự của ngành nên Vật lý kỹ thuật được chọn là một trong bảy ngành học có đào tạo chương trình Đào tạo Tài năng (thuộc chương trình ELITECH) của Trường ĐHBK Hà Nội để phát hiện, đào tạo và nuôi dưỡng những sinh viên ưu tú trở thành nhà sáng chế, nhà khoa học giỏi. Đây cũng chính là nơi “sản sinh” nguồn nhân lực tinh hoa để nghiên cứu vật lý, đóng góp cho nền khoa học công nghệ Nước nhà và Quốc tế [1,2].

Như vậy ngành Vật lý kỹ thuật, trái với tên gọi có tính hàn lâm, là một ngành kỹ thuật gắn liền với những tiến bộ khoa học công nghệ mới nhất. Chính vì vậy trong thời gian gần đây, khi các công ty công nghệ cao đang ngày phát triển và đầu tư ngày càng nhiều vào Việt Nam, ngành Vật lý kỹ thuật đang trở thành một ngành có nhu cầu nhân lực ngày càng lớn. Đây cũng là lí do mà ngày càng nhiều các sinh viên có đam mê khám phá và phát triển các lĩnh vực công nghệ mới đăng ký ngành Vật lý kỹ thuật.

Học Vật lý, ngoài việc trang bị tốt các kiến thức chuyên ngành thì cần có thêm những kỹ năng gì?

Giống như  các ngành khác ở Trường ĐHBK Hà Nội, bên cạnh có các kiến thức chuyên ngành thì việc có khả năng sử dụng tiếng Anh thành thạo là một trong những lợi thế quan trọng cho các bạn trong quá trình học tập cũng như phát triển sau khi tốt nghiệp.

Bên cạnh đó, do đặc thù là ngành có yêu cầu cập nhật nhanh nhất những sáng tạo khoa học và đưa vào ứng dụng trong các ngành kỹ thuật, sinh viên ngành VLKT và KTHN được khuyến khích tham gia vào các nhóm nghiên cứu và phát triển ngay từ rất sớm. Đây là cơ hội cho các bạn tiếp cận với các máy móc, thiết bị hiện đại đặc biệt là các hệ đo và phân tích, để các bạn tiếp xúc với các hướng phát triển của ngành nghề từ sớm, và đặc biệt là được thực hành và vận dụng các kiến thức đã được học.

PGS. Nguyễn Thanh Phương hướng dẫn sinh viên khảo sát các tính chất quang học của đèn LED trắng.

Các bạn sinh viên cũng được khuyến khích tham gia các hoạt động tập thể để tăng cường khả năng giao tiếp, làm việc nhóm cũng như xây dựng mạng lưới quan hệ – một lợi thế rất mạnh của cộng đồng cựu sinh viên Bách Khoa. Đặc biệt, Thông qua các CLB học thuật và nghiên cứu khoa học, Viện cũng tạo môi trường và hỗ trợ các bạn phát triển các kĩ năng về thuyết trình, lập kế hoạch, quản lý thời gian, kĩ năng tin học …

Một đặc thù nữa của ngành VLKT và KTHN ở Viện VLKT, Trường ĐHBK Hà Nội là tỉ lệ giảng viên trên sinh viên là rất cao. Vì vậy các bạn sinh viên dễ dàng tiếp cận với các nguồn hỗ trợ từ Viện cũng như từ các thầy cô. Ở Viện VLKT, sinh viên luôn được quan tâm giúp đỡ về học tập và hỗ trợ về mọi mặt dành cho nghiên cứu khoa học. Viện sẵn sàng hỗ trợ các ý tưởng phát triển sản phẩm ứng dụng vào thực tế của các bạn sinh viên chỉ cần các bạn thuyết phục được Viện về tính khả thi và tính khoa học của ý tưởng của các bạn. Như năm 2018, Viện đã hỗ trợ nhóm BHEALTH để phát triển ý tưởng, từ đó các bạn đã phát triển và đạt giải Nhì cuộc thi Sáng tạo trẻ BK năm 2019.

Viện VLKT đã và sẽ luôn là nơi xây dựng, thôi thúc, phát triển niềm đam mê kỹ thuật, khoa học và công nghệ cho các bạn sinh viên trẻ, tài năng. Tuy nhiên, các bạn sinh viên cần phải chủ động và thể hiện được niềm đam mê của các bạn

Các sinh viên có cơ hội tiếp xúc với các máy đo, phân tích hiện đại ngay từ năm thứ hai khi tham gia vào các nhóm nghiên cứu khoa học.

Cơ hội của các chuyên ngành của Viện Vật lý kỹ thuật và xu hướng trong tương lai

Với các kiến thức, kỹ năng được học, các kỹ sư ngành Vật lý kỹ thuật thường nhanh chóng tìm được việc làm phù hợp sau khi tốt nghiệp như trở thành kỹ sư tại các doanh nghiệp sản xuất, chế tạo; nhà nghiên cứu; chuyên gia viết dự án, chính sách khoa học công nghệ tại các cơ quan quản lý nhà nước. Bên cạnh đó, các bạn còn có thể lựa chọn hướng đi khác là tiếp tục học tập sau đại học tại các nước phát triển như Mỹ, Nhật, Hàn, Pháp, Thụy Điển, Bỉ, Hà Lan… [3]. Đặc biệt, trong thời gian gần đây, với sự đầu tư ngày càng mạnh của các công ty công nghệ cao vào Việt Nam như LG-Innotek, Samsung, Seoul Semiconductor (công ty sản xuất LED thứ 3 thế giới, sở hữu số lượng bằng sáng chế về LED số 1 thế giới), Haesung Vina (màn hình hiển thị), Bo Viet (chuyên sản xuất pin mặt trời) hay sự phát triển của các công ty công nghệ cao trong nước như Viettel, Vinfast, Rạng Đông, cơ hội công việc của sinh viên ngành VLKT đang ngày càng lớn và hấp dẫn. Một số bạn đã đảm nhận các vị trí vị trí về quản lý kỹ thuật, chuyển giao và ứng dụng công nghệ mới cho các tập đoàn, công ty công nghệ cao chỉ sau khi tốt nghiệp chưa đến mười năm.

Riêng sinh viên tốt nghiệp ngành Kỹ thuật hạt nhân – ngành đặc thù và truyền thống của riêng ĐHBK Hà Nội – là nguồn nhân lực mạnh có cơ hội làm việc ở các lĩnh vực đòi hỏi chuyên môn cao như: các công ty cung cấp dịch vụ kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ và kiểm tra không phá hủy mẫu tại các sân bay, nhà máy nhiệt điện, nhà máy lọc dầu, …; tại các cơ sở nghiên cứu và ứng dụng năng lượng nguyên tử vì mục đích hòa bình như Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, Viện Khoa học và KTHN…; đặc biệt là tại các cơ sở xạ trị như các cơ sở xử lý chế biến nông sản, các cơ sở y tế sử dụng kỹ thuật hạt nhân trong nghiên cứu, chẩn đoán và điều trị bệnh như Bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện K, bệnh viện TW quân đội 108, 103… Hơn nữa, hiện nay các kỹ sư vận hành các thiết bị chiếu xạ chỉ duy nhất được đào tạo tại Viện VLKT, trường ĐHBK Hà Nội.

Trong tương lai, do đặc thù là một ngành khoa học gắn liền với việc phát triển các ứng dụng khoa học mới nhất vào sản xuất, ngành VLKT luôn cập nhật với những thành tựu mới nhất của khoa học kỹ thuật nói chung và vật lý nói riêng, và gần đây là cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Chính vì vậy, trong các công nghệ chủ chốt của công nghiệp 4.0 mà Bộ Khoa học và Công nghệ đưa ra (Quyết định số 3685/QĐ-BKHCN ban hành ngày 03/12/2018) thì có tới 10 công nghệ liên quan đến ngành Vật lý kỹ thuật đào tạo ở Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Cụ thể: Quang học và quang điện tử có các lĩnh vực: Quang điện (Photovoltaics) và Công nghệ ánh sáng và quang tử (Photonics and Light Technologies); Vật liệu điện tử và công nghệ nano: Công nghệ chế tạo vật liệu nano (Nano materials); In 3D và chế tạo cộng (3D printing and Additive manufacturing); Công nghệ chế tạo vật liệu chức năng (Functional materials); Công nghệ chế tạo thiết bị nano (Nanodevices); và đặc biệt là các hướng về Công nghệ chế tạo pin nhiên liệu (Fuel cells), Năng lượng Hydrogen (Hydrogen energy), Chip sinh học và cảm biến sinh học (Biochip and biosensor); Tin học Vật lý: Mô phỏng (Simulation). Theo đánh giá của các chuyên gia, các tiến bộ về vật lý bán dẫn và quang học trong thập kỉ tới sẽ giúp phát triển các thiết bị thông minh và giúp các linh kiện giảm kích thước, khối lượng, tiết kiệm năng lượng và đặc biệt là nhanh hơn và mạnh hơn. Ngành Vật lý y sinh sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ do yêu cầu về các phương pháp xạ trị đến các kỹ thuật hình ảnh mới [3]. Lĩnh vực vật liệu biến đổi và tích trữ năng lượng sẽ là điểm mấu chốt trong việc phát triển các phương tiện chạy bằng điện và chúng ta sẽ thấy rõ sự đột phá đó chỉ trong vòng mười năm tới – Vinfast đã mở Viện chuyên nghiên cứu về Pin để đón đầu xu thế này. Chính vì vậy, cơ hội công việc trong các lĩnh vực công nghệ cao của các kỹ sư VLKT và KTHN sẽ ngày càng nhiều và hấp dẫn trong tương lai gần.

Bên cạnh đó, trong tương lai không xa, các ngành nghề sẽ có xu hướng phát triển liên ngành, chính vì vậy Vật lý kỹ thuật được coi là chìa khóa để thành công cho mỗi cá nhân bằng việc cung cấp không chỉ cái nhìn bao quát phổ rộng về các ngành kĩ thuật, mà lại luôn cập nhật các phát kiến mới nhất như công nghệ nano, các phương pháp tính toán mới, các thành tựu về công nghệ thông tin, và đặc biệt phát triển các lĩnh vực hoàn toàn mới như Lý-Sinh, Vật lý – Y học. Với nền tảng như vậy, việc lựa chọn ngành Vật lý kỹ thuật tại ĐHBK Hà Nội sẽ giúp cho sinh viên được trang bị đầy đủ các kiến thức, kỹ năng và cả phương pháp tư duy chuyên nghiệp để trở thành một Kỹ sư Vật lý công nghệ cao trong tương lai.

Nhìn ra thế giới, ngành Vật lý kỹ thuật (Engineering Physics hay Applied physics) có ở hầu hết các Trường đại học lớn trên thế giới như Princeton, Havard (Engineering Sciences), UC Berkeley, Stanford … Đây là một ngành truyền thống ở PrincetonHavard nhưng là một ngành mới được mở mới 10 năm gần đây ở ĐH Stanford với mục tiêu sử dụng Vật lý để giải quyết các thách thức công nghệ trong thế kỉ 21 [4]. Điều này cho thấy được tầm quan trọng và nhu cầu về nhân lực của ngành này trong tương lai. Đây là cũng là một lí do mà các cựu sinh viên Vật lý kỹ thuật dễ dàng xin học bổng và thích nghi với các môi trường học tập ở các Trường đại học hàng đầu thế giới [2].

Tham khảo:

[1] Điểm đến của những tài năng Vật lý: https://www.tienphong.vn/giao-duc/diem-den-cua-nhung-tai-nang-vat-li-1275757.tpo
[2] Nữ giáo sư nghiên cứu tập sự 33 tuổi người Việt ở Mỹ: https://vnexpress.net/khoa-hoc/nu-giao-su-nghien-cuu-tap-su-33-tuoi-nguoi-viet-o-my-3551617.html
[3] Kết quả khảo sát tỷ lệ việc làm của sinh viên sau 6 tháng tốt nghiệp năm 2018: https://sep.hust.edu.vn/c/document_library/get_file?uuid=40572264-a09b-4ca5-b892-705199fcd253&groupId=3468190
[4] Vật lý trong thập kỷ tới: Những gì sẽ tới? http://tiasang.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/Vat-ly-trong-thap-ky-toi-Nhung-gi-se-toi–22999  dịch từ https://physicsworld.com/a/physics-in-the-2020s-what-will-happen-over-the-decade-ahead/
[5] https://physics.stanford.edu/academics/undergraduate-students/majors/engineering-physics