Cụm công trình gồm:
1. Nghiên cứu các quá trình sinh hạt và phản hạt
2. Nghiên cứu đặc tính tương tác giữa π – meson và Nucleon, giữa π – meson và hạt nhân carbon
3. Nghiên cứu tiết diện ngang vi phân của tán xạ đàn tính trên góc bé của proton lên proton, neutron và deuteron
4. Nghiên cứu các phương pháp xác định các thông số của buồn bọt và hệ thiết bị chụp ảnh không gian các sự kiện.
5. Nghiên cứu phương pháp tự động tìm kiếm và nhận diện các quá trình tương tác.
6. Đề xuất phương pháp mới nghiên cứu quá trình tập hợp.
Năm 1951, Nguyễn Đình Tứ được nhà nước cử sang Trung Quốc học ngành Thủy lợi Thủy điện ở Đại học Vũ Hán. Sau khi về nước, năm 1957, Giáo sư Tạ Quang Bửu (Phó chủ nhiệm kiêm Tổng thư ký Ủy ban khoa học nhà nước) chọn cử Nguyễn Đình Tứ, Nguyễn Hoàng Phương và Dương Trọng Bái sang Liên Xô làm cộng tác viên tại Viện Liên hiệp nghiên cứu hạt nhân Đúpna, một trung tâm nghiên cứu khoa học lớn nhất của Liên Xô và các nước xã hội chủ nghĩa thời đó. Viện này được thành lập năm 1956. Phòng năng lượng cao dưới sự lãnh đạo của Viện sĩ Vexler tiến hành chuẩn bị máy gia tốc proton lớn nhất thời bấy giờ – máy gia tốc Synchrophasotron với năng lượng 10 GeV. Có thể nói năm 1957 là bước ngoặt lớn trong cuộc đời hoạt động khoa học của ông, khiến ông gắn bó với ngành Vật lý.
Ở Liên Xô, ông được phân làm việc tại Tổ buồng bọt thuộc phòng năng lượng cao, trở thành cộng tác viên trẻ khoa học trẻ của phòng thí nghiệm năng lượng cao. Ông thường xuyên tham gia mọi giai đoạn thu nhận và xử lý phim ảnh thu được từ buồng bọt propan 24 lít; trực đêm trong những kỳ bức xạ buồng bọt trên chùm hạt π– meson, soi chiếu các phim thu được bằng kính lúp stereo… Ông Nguyễn Đình Tứ phải tự học tiếng Nga, tiếp cận với công việc hoàn toàn mới. Ông đọc nhiều tài liệu và ghi chép lại những kiến thức mới. Thậm chí, ông còn ghi chép lại những kiến thức đó để gửi về cho người bạn đời của mình – Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Thu Nhạn để hai người có thể hiểu được công việc của nhau dù hai người công tác trong hai lĩnh vực khác nhau. Đó chính là những bức thư trao đổi giữa GS Tứ và vợ trưng bày ở tủ dưới đây.
Phát hiện hạt mới, được cấp bằng Phát minh
Năm 1960, qua việc phân tích 40.000 bức ảnh chụp được trong phòng thí nghiệm GS Nguyễn Đình Tứ cùng đồng nghiệp đã tìm ra được một hạt mới. Chúng tôi xin giới thiệu với quý vị 3 trong số 40.000 bức ảnh đó mà GS Tứ và gia đình còn lưu giữ được. Năm 1962, ông Nguyễn Đình Tứ thay mặt nhóm phát minh trực tiếp báo cáo kết quả phát minh tại diễn đàn Hội nghị khoa học quốc tế các nước Tây Âu. Cũng trong năm đó, tập hợp các công trình nghiên cứu từ năm 1957 đến 1962, ông đã bảo vệ thành công luận án phó tiến sĩ Toán Lý và trở thành phó tiến sĩ ngành vật lý hạt nhân đầu tiên của Việt Nam.
Năm 1968, kết quả phát minh của nhóm được cấp bằng sáng chế Ủy ban sáng chế và phát minh thuộc Hội đồng bộ trưởng Liên bang cộng hòa xã hội chủ nghĩa Xô Viết cấp. Trong đó, ghi rõ nội dung chính của phát minh: Một hiện tượng chưa được biết đến từ trước đã phát hiện bằng thực nghiệm là sự hình thành và phân rã của hạt mang điện phản Sigma – âm hyperon, có trọng lượng gấp 2340 lần lớn hơn trọng lượng hạt điện tử, có điện tích dương với thời gian sống bằng một phần mười tỷ giây và phân rã thành hạt π-meson dương và phản nơtron.
– Trở lại Liên Xô (từ năm 1966 đến 1971)
Thời gian này Nguyễn Đình Tứ đã tham gia soạn thảo các chương trình máy tính để xử lý số liệu từ buồng bọt propan 2m. Theo đánh giá của một người đồng nghiệp của GS Tứ ở Liên Xô, bà E.N. Kladdnitxkaia cho biết: Những chương trình mà anh Nguyễn Đình Tứ đã tham gia biên soạn và lập trình đã được sử dụng suốt hơn 30 năm hợp tác vật lý quốc tế.
Năm 1996, GS Nguyễn Đình Tứ mất. Năm 1999, các đồng nghiệp học trò của ông đã tập hợp những công trình nghiên cứu về hạt của ông để làm hồ sơ truy tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh. Sự việc này nhận được sự đồng thuận của tập thể tác giả bên Liên Xô. Trong đó, có hai nhà khoa học là Kladniskaja và Kuznesov khẳng định: Chúng tôi – đồng nghiệp và đồng tác giả của phát minh phản hạt hyperon sigma âm, từng biết và làm việc với Giáo sư Nguyễn Đình Tứ ở Viện Liên hiệp nghiên cứu hạt nhân Dubna, nhiệt liệt hoan nghênh và ủng hộ đề nghị trao tặng Giáo sư giải thưởng cao quý của nước Việt Nam về lĩnh vực Khoa học tự nhiên và kỹ thuật Giải thưởng Hồ Chí Minh. GS Nguyễn Đình Tứ hoàn toàn xứng đáng nhận giải thưởng này.
Thành công nổi bật của những nghiên cứu này là bằng thực nghiệm phát hiện ra phản hạt hyperon sigma âm mà thế giới chưa tìm thấy, qua đó đóng góp to lớn vào việc xây dựng phổ các hạt cơ bản, đồng thời minh chứng cho việc sử dụng có hiệu quả các máy gia tốc năng lượng cao trong nghiên cứu vật lý cơ bản.
GS.TS Nguyễn Đình Tứ sinh năm 1932, mất năm 1996, quê Hà Tĩnh, nguyên Ủy viên Bộ Chính trị, Bộ trưởng Bộ Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Viện trưởng Viện Nghiên cứu hạt nhân. Ông là nhà quản lý giáo dục và khoa học đã góp phần xác lập các luận cứ khoa học để lãnh đạo Đảng và Nhà nước quyết định đưa Internet vào Việt Nam. Ông đặt nền móng và trực tiếp chỉ đạo quá trình hình thành, phát triển ngành năng lượng nguyên tử Việt Nam, cũng là người đầu tiên đặt vấn đề đưa điện hạt nhân vào Việt Nam.