Bản Tin Vật Lý tháng 1 -2011

thuvienVatly .
com
Khôûi nguoàn vaø nuoâi döôõng ñam meâ
Tháng 01/2011
Baûn Tin Vaät Lyù
Bản tin tổng hợp hàng tháng, phát hành tại thuvienvatly.com
27
g
an
Tr
ình
g h
n
g tà
n
Cổ
14
g
an
Tr
tra 2
Trang
i ểm
ộ tk
21
am 18 g
t qu ang Tr
an
ư ợ Tr i n
ạ i v ọng ữ sp
l r r h
ử nt t lịc
10
t
g ua u n
ã c ấp
n n lư o
ợ q ẫ h
ể âng ăn
t lư ệm d t h
yế hi
g b án có a n ua s
u C cử đ
Th ực n nhớ LH ng hạy on
th b ộ đó ể c os
c đ b
Cá tìm igg 28
s
Thành Tựu H ang

Tr
Vật Lí 2010 Trang 1

Trang 12
Trang 16
Các lỗ đen vĩnh cửu

là nơi an toàn
nhất vũ trụ
Trang 17
Tạm biệt kilogram Trang 38
Thuvienvatly.com Vật Lý 360 Độ: 360.thuvienvatly.com

WWW.THUVIENVATLY.COM
Bản Tin Vật Lý

Tháng 1 - 2011
 Thư Viện Vật Lý

www.thuvienvatly.com
banquantri@thuviemvatly.com
Tháng 1 năm 2011
Nội dung: Trần Nghiêm – trannghiem@thuvienvatly.com

Tuấn Quốc - tuanquoc511@yahoo.com
Biên tập: Trần Triệu Phú – trieuphu@thuvienvatly.com
Thiết kế: Bích Triều, Vũ Vũ
Cùng một số Cộng tác viên khác
Trong bản tin có sử dụng hình ảnh và các bài dịch từ các tạp chí nổi tiếng
Physics World, Nature Physics, New Scientist, cùng một số tạp chí khác.
Nội dung
10 thành tựu vật lí nổi bật năm 2010 .............................................................. 1
Ảnh đẹp vật lí trong năm 2010 ....................................................................... 6
Hướng đến năm 2011 .................................................................................... 14
Thuyết lượng tử lại vượt qua một kiểm tra
thực nghiệm quan trọng ............................................................................... 18
Các bộ nhớ bán dẫn lưu trữ spin ..................................................................`21
Tìm thấy bằng chứng đầu tiên của đa vũ trụ ................................................. 22
NASA theo dõi các cơn bão di chuyển trên khắp mặt trời ............................ 25
Cổng tàng hình ............................................................................................. 27
LHC có thể hoãn lịch đóng cửa nâng cấp để
chạy đua săn tìm boson Higgs ......................................................................28
Va chạm giữa các hạt nhân chì tại CERN tạo
ra plasma quark-gluon đặc nhất, nóng nhất ................................................30
Nghi vấn tăng thêm về hiệu ứng áp trở khổng lồ .......................................... 32
M107 mở đường cho việc nghiên cứu sự tiến hóa sao và thiên hà ............... 34
Nghiên cứu tiên đoán sự phân bố của các
nguồn phát sóng hấp dẫn ............................................................................. 36
Tạm biệt kilogram ........................................................................................38
V ới sự chuyển mình ngoạn mục
của nền vật lí học trong năm
2010, việc lọc ra 10 thành tựu
nổi bật nhất là công việc chẳng dễ dàng
phá quan trọng hướng đến việc tạo ra
một chùm phản hydrogen thích hợp
cho các nghiên cứu quang phổ. Chúng
tôi xin chúc mừng cả hai đội.
gì. Tạp chí Physics World đã quyết định
trao giải thưởng Đột phá của năm 2010
cho hai đội nghiên cứu quốc tế tại
CERN, những người đã tạo ra những
phương pháp mới điều khiển các phản
nguyên tử của hydrogen.
Chương trình hợp tác ALPHA công bố

các kết quả của mình hồi cuối tháng 11,
bao gồm việc bẫy 38 phản nguyên tử
hydrogen (một phản electron quay
xung quanh một phản proton) trong
thời gian khoảng 170 mili giây. Thời
gian này đủ lâu để đo các tính chất phổ
của chúng một cách chi tiết, công việc
đội nghiên cứu hi vọng có thể tiến hành
trong năm 2011. Bên trong cơ sở phản hydrogen tại CERN,
cùng với một số thành viên của đội ASACUSA
Chỉ vài tuần sau, nhóm ASACUSA tại (trái) và một số thành viên của đội ALPHA
CERN công bố họ đã có một bước đột (phải). Ảnh: CERN.
Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (1)

hydrogen đến độ chính xác hai phần
1014, và việc tiến hành những phép đo
Chúng tôi cũng trao thưởng cho 9 tương tự trên phản hydrogen có thể làm
thành tựu nổi bật còn lại (xem bên hé lộ một sự vi phạm của đối xứng điện
dưới) – với hạng nhì thuộc về việc phát tích-chẵn lẻ-đảo ngược thời gian (CPT).
hiện trực tiếp đầu tiên của quang phổ Việc khám phá ra một sự vi phạm như
của một hành tinh ngoài hệ mặt trời và vậy còn có thể giúp các nhà vật lí hiểu
hạng ba thuộc về việc quan sát hành rõ vi sao vũ trụ lại có nhiều vật chất hơn
trạng lượng tử ở một vật đủ lớn để nhìn phản vật chất.
thấy bằng mắt trần.
Một thách thức mà đội ALPHA đang
1. Phản hydrogen đối mặt là tích lũy đủ phản hydrogen để
thực hiện các phép đo chính xác – tuy
Các đột phá hydrogen giành ngôi quán nhiên, Hangst cho biết đội của ông đã
quân vì nhờ nó nay người ta đã có thể bẫy được “nhiều lắm” so với con số 38
thực hiện các nghiên cứu chi tiết đầu đã báo cáo hồi tháng 11. Hangst cho
tiên của các mức năng lượng ở phản biết phần việc khó khăn nhất của 5 năm
hydrogen. Bất kì sự sai lệch nhỏ nhoi dự án ALPHA là “học cách làm cho
trong các mức so với hydrogen thường phản hydrogen đủ lạnh để bắt giữ”, vì
cũng có thể làm sáng tỏ thêm về một rất khó tiến hành các nghiên cứu quang
trong những bí ẩn lớn nhất trong ngành phổ trên các chùm tia.
vật lí học – tại sao có nhiều vật chất hơn
phản vật chất trong vũ trụ.
Đội ALPHA ăn mừng chiến thắng. (Ảnh:

Jeffrey Hangst)
Một số thành viên đội ASACUSA tại CERN.
(Ảnh: Yasunori Yamazaki)
Đại diện của nhóm ALPHA, Jeffrey
Hangst thuộc trường Đại học Aarhus ở
Đan Mạch, phát biểu với Tuy nhiên, vào tháng 12, đội ASACUSA
physicsworld.com rằng ích lợi của các công bố họ có khả năng tạo ra một
nghiên cứu phản hydrogen là việc đo chùm phản hydrogen hội tụ mà các nhà
năng lượng của các chuyển tiếp nguyên nghiên cứu trên tin rằng nó thích hợp
tử 1s lên 2s. Sự chuyển tiếp này nằm cho việc tiến hành các phép đo quang
trong vùng tử ngoại xa đã được đo ở phổ ở các mức năng lượng vi sóng. Điều
này cho phép họ khảo sát cấu trúc tinh

tế của các mức năng lượng phản thiên văn Nam châu Âu (ESO) để
hydrogen và so sánh chúng với nghiên cứu khí quyển của hành tinh
hydrogen – cái có thể mang lại bằng ngoại HR 8799, nằm cách Trái đất 130
chứng của sự vi phạm CPT. năm ánh sáng. Mặc dù hành tinh ngoại
đặc biệt này không biểu hiện dấu hiệu
Lãnh đạo đội ASACUSA, Yasunori nào của sự sống, nhưng khả năng thực
Yamazaki thuộc phòng thí nghiệm hiện những phép đo như vậy là một
RIKEN ở Nhật Bản, phát biểu với bước tiến bộ quan trọng hướng đến việc
physicsworld.com rằng bước tiếp theo tìm kiếm sự sống ở những nơi khác
của đội là đưa “chùm phản hydrogen trong vũ trụ.
của họ từ một vùng từ trường mạnh
không đều nơi nó được tạo ra sang một 3. Các hiệu ứng lượng tử vĩ mô
hộp vi sóng để phân tích trong một
vùng từ không có từ trường, để nhận
dạng quang phổ chính xác cao”. Ông
cho biết thêm rằng các nhà vật lí hiện
đang còn cách việc trích xuất chùm tia
“một inch”, và còn cách việc thực hiện
các phép đo phổ “vài ba inch”. “Tôi hi
vọng chúng tôi có thể bắt đầu nghiên
cứu về quang phổ trong năm tới, sau
khi xác nhận chùm phản hydrogen”,
ông nói.
Có lẽ khía cạnh hấp dẫn nhất của cả hai

dự án trên là không có tiên đoán lí
thuyết rạch ròi nào xem sự vi phạm CPT
(nếu có) sẽ xảy ra như thế nào trong hệ
hydrogen-phản hydrogen. Các thí
nghiệm phản hydrogen sẽ bắt đầu trở lại
tại CERN vào tháng 5 tới, cho nên
Ảnh chụp hiển vi của bộ cộng hưởng (Ảnh:
chúng ta hãy chờ đợi những kết quả thú Aaron O'Connell và Andrew Cleland)
vị mới sắp tới – và có lẽ là một số bất
ngờ nữa từ cả hai nhóm. Trong cái là một bước tiến quan trọng
hướng đến việc kiểm tra nghịch lí con
2. Khí quyển hành tinh ngoại mèo Schrödinger, các nhà vật lí tại
trường Đại học California, Santa
Vị trí thứ hai trong danh sách tốp đột Barbara, đã giành ngôi vị thứ ba trong
phá năm 2010 của chúng tôi thuộc về danh sách tốp 10 của chúng tôi với việc
một đội gồm các nhà thiên văn ở quan sát hành trạng lượng tử thật sự của
Canada và Đức, những người đã thực một vật thể vĩ mô đủ lớn để nhìn thấy
hiện phép đo trực tiếp đầu tiên của bằng mắt trần. Andrew Cleland và
quang phổ khí quyển của một hành tinh nhóm của ông đã giảm dần biên độ của
nằm ngoài hệ mặt trời của chúng ta. các dao động trong một bộ cộng hưởng
Markus Janson thuộc trường Đại học bằng cách làm nó lạnh đi xuống dưới
Toronto và các đồng nghiệp đã sử dụng 0,1 K. Khi đó, họ có thể tạo ra một trạng
Kính thiên văn Rất Lớn (VLT) của Đài thái chồng chất của bộ cộng hưởng

trong đó họ đồng thời vừa có một trạng âm có thể xâm nhập đa số các chất liệu,
thái kích thích trong bộ cộng hưởng, nên các laser như vậy có thể dùng để
vừa không có một trạng thái kích thích thu ảnh ba chiều của các cấu trúc nano
trong bộ cộng hưởng. “Đây là cái tương nhỏ xíu.
tự với việc con mèo Schrödinger vừa
chết vừa sống đồng thời”, Cleland nói. 6. Ngưng tụ Bose-Einstein từ ánh
Đây là lần đầu tiên người ta thu được sáng
một kì công như vậy và nó có thể làm
sáng tỏ về những ranh giới bí ẩn giữa
thế giới cổ điển và thế giới lượng tử.
4. Áo tàng hình ánh sáng khả kiến
Vị trí thứ tư trong danh sách của chúng

tôi là một thành tựu hết sức mới mẻ và
thuộc về hai đội nhà vật lí độc lập nhau,
họ vừa công bố các bản thảo khẳng định
đã xây dựng được những chiếc áo tàng
hình đầu tiên có thể che giấu các vật thể
lớn trước ánh sáng khả kiến. George
Barbastathis cùng các đồng nghiệp tại
Viện Công nghệ Massachussets và Đại
học Singapore tường thuật việc tàng Các tác giả của BEC photon đầu tiên đang
kiểm tra thiết bị của họ. Từ trái sang phải:
hình các vật thể hai chiều kích cỡ mili Julian Schmitt, Jan Klaers, Frank Vewinger
mét. Trong khi đó, Shuang Zhang và và Martin Weitz. (Ảnh: Volker Lannert/Đại
đội của ông tại trường Đại học học Bonn)
Birmingham, Imperial College và Đại
học Kĩ thuật Đan Mạch, vừa làm chủ Nhiều nhà vật lí tin rằng điều đó không
được việc tàng hình các vật thể ba chiều thể thực hiện, nhưng nay một đội khoa
kích cỡ mili mét trước những đôi mắt tò học ở Đức vừa tạo ra được một ngưng tụ
mò, hiếu kì. Không giống như đa số các Bose–Einstein (BEC) từ các photon,
áo tàng hình khác sử dụng các siêu chất mang về cho họ vị trí thứ sáu trong
liệu nhân tạo, cả hai áo tàng hình vừa bảng xếp hạng năm nay. Các BEC hình
nói đều sử dụng các tinh thể calcite thành khi các boson – các hạt có spin
thiên nhiên. nguyên - giống hệt nhau được làm lạnh
cho đến khi tất cả các hạt ở trong cùng
5. Laser sóng âm đầu tiên một trạng thái lượng tử. Mặc dù photon
là boson phổ biến nhất trong toàn bộ họ
Hai nhóm nhà vật lí độc lập nhau cùng hàng nhà boson, nhưng chúng dễ dàng
giành xếp hạng năm sau khi họ tiết lộ sinh ra hoặc phá hủy khi chúng tương
các “laser” phonon của mình. Những tác với vật chất khác – khiến người ta
thiết bị này phát ra các sóng âm kết hợp rất khó làm lạnh các photon xuống để
theo kiểu giống hệt như laser phát ra tạo ra một ngưng tụ. Nhưng điều đó
sóng ánh sáng kết hợp. Một đội do Ivan không ngăn cản Martin Weitz và các
Grudinin tại Caltech đứng đầu. Một đồng nghiệp tại trường Đại học Bonn,
dụng cụ phát ra sóng âm ở tần số họ giải quyết vấn đề này bằng cách dùng
khoảng 400 GHz, còn dụng cụ kia hoạt một laser liên tục bơm BEC để bù cho
động trong ngưỡng megahertz. Vì sóng

các photon bị mất. Ngoài chỗ thủ thuật Bất kể ai sử dụng vật lí để hiện thực hóa
thuần túy tạo ra BEC, đột phá trên thật một cảnh trong bộ phim Star Wars thật
sự còn có thể giúp nâng cao hiệu suất xứng đáng giành một chỗ đứng trong
cho các tế bào mặt trời. tốp 10 của chúng tôi, đó là nguyên do
mà Nasser Peyghambarian cùng các
7. Số phận tương đối của nhân loại đồng nghiệp ở trường Đại học Arizona
và Tập đoàn Kĩ thuật Nitto Denko cùng
Vị thứ thứ bảy trong bảng tổng sắp của xếp vào vị trí thứ tám. Năm 1977, các
chúng tôi thuộc về các nhà vật lí ở Mĩ, khán giả đã thán phục trước các hiệu
họ đã chỉ ra cho chúng ta số phận tương ứng đặc biệt trong rạp chiếu phim cổ
đối của nhân loại. James Chin-Wen điển, trong đó trình chiếu ảnh nổi ba
Chou và các đồng nghiệp tại Viện Tiêu chiều của bà hoàng Leia đang gọi Obi-
chuẩn và Công nghệ quốc gia Mĩ (NIST) Wan Kenobi. Nay Peyghambarian và
đã sử dụng hai chiếc đồng hồ quang học đội của ông vừa tiến thêm một bước
chính xác nhất thế giới để chứng minh quan trọng hướng đến việc biến các ảnh
rằng thế giới trôi nhanh hơn trong cái nổi động, thời gian thực, thành thực tại
đồng hồ treo cao hơn cái kia chỉ có 33 với việc phát minh ra một màn hình
cm. Họ còn nhìn thấy thời gian trôi polymer phản ứng rất nhanh với ánh
chậm đi ở cái đồng hồ dang chuyển sáng laser.
động chưa tới 35 km/h so với cái kia.
Trong khi điều này chẳng mang lại cái 9. Proton nhỏ hơn chúng ta nghĩ
gì mới mẻ cho vật lí học – các lí thuyết
tương đối của Einstein đã có cơ sở rất Các nhà vật lí đã thực hiện các phép đo
chắc chắn – nhưng nó củng cố lại rằng proton trong hơn 90 năm qua, cho nên
các hiệu ứng của thuyết tương đối là có bạn sẽ nghĩ kích cỡ của nó là đã xác
thể nhìn thấy ở những khoảng cách và định rõ ràng rồi. Nhưng trong năm nay,
tốc độ bình thường. một đội nghiên cứu quốc tế, đứng đầu là
Randolf Pohl tại Viện Quang học Lượng
8. Viễn tải vật chất kiểu Star Wars tử Max Planck vừa phát hiện thấy kích
cỡ proton nhỏ hơn 4% so với trước đây
người ta nghĩ – giành vị trí thứ chín
trong danh sách của chúng tôi. Kết quả
bất ngờ trên thu được bởi việc nghiên
cứu hydrogen “muon tính” trong đó
electron được thay thế bằng một muon
nặng hơn nhiều. Kết quả trên có thể có
nghĩa là các nhà vật lí cần phải suy nghĩ
lại cách thức họ áp dụng lí thuyết điện
động lực học lượng tử (QED) – hay
thậm chí bản thân lí thuyết đó cần một
sự đại tu.
Ảnh nổi ba chiều, có thể làm tươi mới, của một
chiếc máy bay Phantom F-4 tạo ra trên một
chất polymer nhạy sáng tại Khoa Quang học,
Đại học Arizona. (Ảnh:
gargaszphotos.com/Đại học Arizona)

10. Các va chạm hạt tại CERN Chúng ta không thể có danh sách tốp 10
mà không có mặt các đột phá quan
trọng trong công nghệ máy gia tốc tại
Máy Va chạm Hadro Lớn (LHC) của
CERN. Hồi tháng 3, các nhà vật lí LHC
đã thu được những va chạm proton-
proton 7 TeV đầu tiên từng có trong
một máy gia tốc hạt. Và ngoài ra, hồi
tháng 11, LHC đã chuyển sang bận rộn
với các va chạm ion chì với sự thành
công nho nhỏ để tái tạo các điều kiện
ngay sau Big Bang. Cả hai hoạt động
đều tạo ra vô số dữ liệu sẽ giữ cho các
nhà vật lí bận rộn cho đến khi cỗ máy
gia tốc hoạt động trở lại trong năm tới.
Ảnh: CERN
Theo physicsworld.com
Ảnh đẹp vật lí trong năm 2010

Dưới đây là 15 bức ảnh được ban biên tập tạp chí Physics World bình chọn là ảnh được yêu
thích nhất trong năm 2010. Các bức ảnh không sắp xếp theo trình tự đặc biệt nào hết. Một số
ảnh trông thật vui, một số dùng làm tài liệu học tập, và số khác thì vẽ cho đẹp mà thôi. Chúng
tôi hi vọng các bạn sẽ thích chúng.
Công tắc ánh sáng dạng đĩa và cột.

Ảnh: EPFL
Bạn đừng tưởng lầm đây là một kiểu cân
bằng Frisbee trên một mảng đá – nó là
ảnh chụp qua kính hiển vi điện tử của
transistor toàn-quang đầu tiên trên một
con chip silicon.

Các khiếm khuyết tô pô học. (Ảnh: Oleg Lavrentovich, Israel Lazo và Oleg Pishnyak)
Trông tựa một cái khăn choàng cổ Hermes, nhưng nó là ảnh chụp của các khiếm khuyết hình
dạng tô pô học được tạo ra khi đặt một hạt trong một tinh thể lỏng.
Phía bên kia của Mặt trăng. (Ảnh:

NASA)
Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt trăng (LRO)
của NASA đã vòng lượn xung quanh
Mặt trăng trong hơn một năm qua và
chụp gửi về nhiều hình ảnh đẹp tráng lệ
- trong số đó có bức ảnh này của phía
bên kia của Mặt trăng.

Động cơ phân tử kiểu ngựa bốn chân.
(Ảnh: Ludwig Bartels)
Đây là bức ảnh khiến bạn phải phì cười. Ở
bên trái là ảnh minh họa của một động cơ
phân tử bốn chân, nó có thể di chuyển theo
kiểu y hệt như một con ngựa vậy (phải).
Cận cảnh nàng thơ nổi tiếng của danh họa Leonardo. (Ảnh: Walter Philippe)
Tại sao bức họa nổi tiếng vẽ nàng Mona Lisa của Leonardo lại có vẻ uyển chuyển tự nhiên
như vậy? Câu trả lời có thể đến từ nghiên cứu quang phổ huỳnh quang tia X này tại Louvre.

Trông rõ hơn về quá khứ xa xăm. (Ảnh: ESA)
Đây là diện mạo tốt nhất từ trước đến nay của chúng ta về “bộ mặt của Chúa”, được thực hiện
bởi sứ mệnh vũ trụ Planck của ESA. Chương trình khảo sát toàn bầu trời này của phông nền vi
sóng vũ trụ sẽ tiết lộ cho chúng ta biết những gì về nguồn gốc của vũ trụ?
Đỉnh Matterhorn
nano. (Ảnh: IBM
Research, Zurich)
Việc tạo ra một mô
hình của đỉnh
Matterhorn [một
ngọn núi ở Thụy Sĩ]
chỉ cao 25 nm phải
được xếp vào một
trong những điều kì
lạ nực cười nhất mới
phải. Nhưng đó
chính là cái mà
Armin Knoll và các
đồng nghiệp tại IBM
ở Thụy Sĩ và ở Mĩ đã
làm, với kĩ thuật in li
tô khảo sát quét mới
của họ.

Dây tơ mặt trời ở bước sóng 304 angstrom. (Ảnh: NASA)
Các tai lửa ngoạn mục cùng ánh sáng ma quái phát ra từ các dòng electron chỉ là một số cảnh
ấn tượng của Mặt trời được chụp với độ phân giải cao bởi Đài thiên văn Động lực học Mặt trời
(SDO) của NASA, thiết bị phóng lên quỹ đạo hồi tháng 2.
Sắt hòa trộn trong nhân

ngoài sắt lỏng của Trái đất.
Từ thủy động lực học có lẽ hơi
phức tạp, nhưng nó thật sự tạo
ra những mô phỏng máy tính
hết sức ấn tượng. Những hình
ảnh này do Akira Kageyama
và các đồng nghiệp tại siêu
máy tinh Máy mô phỏng Trái
đất ở Nhật Bản thực hiện,
chúng cho thấy sắt lỏng có thể
chảy đi như thế nào ở sâu bên
trong lõi hành tinh của chúng
ta để tạo ra từ trường của Trái
đất.

Các hình ảnh fractal bước vào thế giới Sự khéo léo đơn giản. (Ảnh: Đại học
lượng tử. (Ảnh: Nhóm Yazdani , Đại học Manchester)
Princeton)
Giải thưởng Nobel Vật lí năm nay được trao
Bức ảnh chụp hiển vi điện tử quét này là cho Andre Geim (trái) và Kostya Novoselov
khuôn mẫu fractal đầu tiên từng được tìm thuộc trường Đại học Manchester. Chúng tôi
thấy trong một hệ lượng tử. Nó được thực thích bức ảnh chụp hai nhà phát minh ra
hiện bởi Ali Yazdani và đội khoa học tại graphene đang ngồi ngoài trời vào một ngày
trường Đại học Princeton ở Mĩ, họ cho biết mùa thu lãng mạn – sự tĩnh lặng trước khi cơn
fractal trên xuất hiện khi mẫu gallium bão danh tiếng ập đến.
arsenide pha tạp thực hiện bước chuyển tiếp
từ kim loại sang chất cách điện.
Lỗ sụp khổng lồ ở Guatemala. (Ảnh: Chính

phủ Guatemala)
Trời! Đường xuống địa ngục chăng? “Cái phễu
tiêu nước” 60 m này đột ngột xuất hiện trong
năm nay tại thành phố Guatemala. Các nhà địa
vật lí cho biết những sự co sụp như vậy có thể
xảy ra khi chất lỏng chảy vào một các hốc rỗng
bên dưới lòng đất, làm cho nó xói mòn thành
một mạng lưới các buồng rỗng không còn
chống đỡ nổi lớp đất đá bên trên nữa.

Những vòng tròn đồng tâm này có mang lại chút gợi ý nào trước Big Bang không?
(Ảnh: Penrose và Gurzadyn)
Những vòng tròn đồng tâm này có mang lại chút gợi ý nào về thời kì trước Big Bang không?
Roger Penrose và Vahe Gurzadyn đi đến kết luận này sau khi nghiên cứu các hình ảnh của bức
xạ nền vi sóng vũ trụ. Tuy nhiên, các nhà vật lí khác vẫn chưa chịu bị thuyết phục.
Đường dòng lượn quanh một tập

đoàn Volvox đang bơi. (Ảnh: K
Drescher và các đồng nghiệp, Đại
học Cambridge)
Các đại dương chứa đầy những vi
sinh vật nhỏ bé như loài tảo này.
Chuyển động bơi liên tục của chúng
giữa một vai trò quan trọng, nhưng
chưa được hiểu rõ lắm, trong sự
chuyển vận của nhiệt và các chất
dinh dưỡng. Màu sắc và các đường
contour cho biết nước chảy như thế
nào qua loài tảo đang bơi.

Ảnh nổi ba chiều, có thể làm tươi mới, của Máy bay phản lực Phantom F-4.
(Ảnh: gargaszphotos.com/Đại học Arizona)
Bạn có nhớ cảnh trong phim Star Wars khi một ảnh nổi của bà hoàng Leia xuất hiện trước
R2D2? Giờ thì Nasser Peyghambarian và các đồng nghiệp tại trường Đại học Arizona và Tập
đoàn Kĩ nghệ Nitto Denko vừa tiến thêm một bước quan trọng hướng đến việc tạo ra một ảnh
động như vậy. Đây là phiên bản một chiếc Phản lực Phantom F-4 của họ.
Nguồn: physicsworld.com

Ủy ban không gian Nhật Bản đã
Hướng đến năm 2011 mang về những mảnh nhỏ từ một
tiểu hành tinh lần đầu tiên. Hai
Ban biên tập tạp chí physicsworld.com nhiệm vụ khác cũng góp phần tạo
nên sự kỳ diệu này là: vệ tinh
Thiên văn vũ trụ Plank được phóng lên vào tháng
Năm năm 2009 bởi Ủy ban không
Các nhà thiên văn học đã viết nên câu chuyện thần gian Âu châu, đã mang lại bản đồ
thoại trong 12 tháng qua. Không chỉ Trạm quan sát của toàn bộ bầu trời lần đầu tiên,
động lực của hệ mặt trời được đưa lên quỹ đạo vào trong khi Trạm thăm dò trường
tháng Năm, đã gửi về trái đất cả kho dữ liệu và hình hấp dẫn và các chu trình ổn định
ảnh của Mặt trời, mà trạm thám sát bầu trời WISE của biển ESA được phóng lên vào
cũng đã thành công trong việc truyền về những tháng BA năm 2009, lần đầu tiên
thông tin đầu tiên của vũ trụ ở thang hồng ngoại. vẽ nên bản đồ hấp dẫn của trái đất.
trong khi đó, các nhà nghiên cứu ở Nhật có những lý
do đáng để ăn mừng sau khi nhiệm vụ Hayabusa của
Liệu các nhà thiên văn học có tìm thấy một hành tinh hệt như Trái đất vào năm 2011?

Những thành tựu này không cho thấy dấu hiệu suy yếu vào năm 2011 với việc phóng lên quỹ
đạo của những trạm chủ chốt cùng với nhiều nhiệm vụ mới. Hỏa tinh vẫn là đích đến thường
xuyên của Ủy ban không gian Nga, với việc phóng tàu Phobos Grunt vào tháng 11, sẽ mang
về Trái đất một mảnh đá từ mặt trăng Phobos của nó. Cũng trong tháng đó, Phòng thí nghiệm
khoa học Hỏa tinh của NASA cũng sẽ bắt đầu chuyến hành trình đến hành tinh đỏ để nghiên
cứu hành trạng của hành tinh này.
Cũng sẽ được phóng lên vào năm tới là tàu Juno của NASA với đích đến là Thổ tinh, được
chờ đợi sẽ cất cánh vào tháng Tám nhằm trả lời các nghi vấn về cấu tạo chất, trường hấp dẫn
và từ trường của nó. NASA còn phóng lên vệ tinh Thành tựu để quan sát Trái đất vào tháng 11
nhằm mục đích nghiên cứu bầu khí quyển ở cả thang nhìn được và thang hồng ngoại của hành
tinh chúng ta.
Ở nơi khác trong hệ mặt trời của chúng ta, các nhà thiên văn học cũng đang chờ đợi phi
thuyền Messenger của NASA sẽ đến đích vào tháng Ba, và bắt đầu chuyển sang chế độ quay
quanh Thủy tinh sau 6 năm rưỡi hành trình. Phi thuyền này cũng đã hoàn tất ba vòng bay để
chụp ảnh bề mặt của hành tinh này chỉ trong vài giờ. Tàu này sẽ đi vào quỹ đạo quỹ đạo quanh
hành tinh này để nghiên cứu cấu tạo chất, lịch sử địa chất và từ trường của nó trong một năm
với độ chi tiết cao hơn nhiều lần. Nhà khoa học Louise Proctor sẽ ghi lại nhiệm vụ của chuyến
hành trình vào tháng Hai trong ấn phẩm của tạp chí Physics World.
Trái đất khác?
Hướng tầm nhìn lên cao đến những người hàng xóm của chúng ta, nhiệm vụ Kepler, được
NASA phóng lên vào năm 2009 để khám phá những hành tinh kiểu Trái đất nằm ở đâu đó
trong vũ trụ, sẽ tiếp tục mang về nhiều kết quả hơn nữa những ngoại hành tinh kiểu này và
vượt xa con số 350 mà nhiệm vụ này đã mang lại. Đông đảo các nhà thiên văn chờ đợi những
thông tin chi tiết hơn nữa về các hành tinh mà Kepler đã thông báo vào năm nay. Năm 2011 là
năm mà các nhà thiên văn sẽ khám phá ra một ngoại hành tinh hệt như Trái đất?
Năm tới đây cũng đánh dấu lần bay cuối của Tàu không gian US lên Trạm không gian quốc tế.
Lần phóng tàu con thoi cuối cùng này được dự kiến sẽ là vào cuối năm nay nhưng bị chậm lại
do một lỗ hỗng khí gây ra bởi chuyến bay của Endeavour để lại vào tháng Sáu. Endeavour
cũng là một nhiệm vụ với nhiều chờ đợi: nó mang Máy đo phổ từ Alpha(AMS), một thiết bị
dò tia vũ trụ giúp phân biệt một lượng lớn các loại tia vũ trụ bao gồm cả các chùm hạt positron
năng lượng cao có thể được tạo ra bởi các hạt vật chất tối trong Dải Ngân hà. Những kết quả
đầu tiên từ AMS được mong đợi sẽ đến vào cuối năm sau. Trong khi đó, Quốc hội Mỹ sẽ
quyết định vào đầu năm sau sẽ đầu tư cho tàu con thoi trong tương lai, được phóng lên vào
tháng 11, và đánh dấu chuyến bay cuối cùng của loại tàu không gian này.
Trở lại mặt đất, kính thiên văn tổng quan Năng lượng tối, được điều hành bởi trung tâm vật lý
hạt Fermilab ở Batavia, Illinois, được chờ đợi sẽ đi vào hoạt động vào tháng Mười. Nó sẽ là
chiếc camera lớn nhất dùng để quan sát năng lượng tối, loại vật chất bí ẩn được cho là nguyên
nhân gây ra chuyển động có gia tốc của vũ trụ. Chiếc kính này đã được chế tạo và sẽ bắt đầu
di chuyển đến Chile vào đầu năm sau, ở đây camera 570 megapixel(đơn vị đo độ nét của ảnh
chụp, chiếc điện thoại của bạn cầm trên tay có camera vào khoảng 1,3 đến 5 megapixel.ND)
để quan sát hơn 300 triệu thiên hà ở bầu trời nam để đo tốc độ của chúng.

Thiết bị nghiên cứu khoa học tự hành trên Hỏa tinh.
Tiệc mừng
Dĩ nhiên không chỉ các nhà thiên văn mới hướng tới năm mới với cái nhìn triển vọng, nhiều
nghành chủ chốt khác cũng đang trên tiến trình này. Thực tế, năm 2011 được Liên hiệp quốc
chọn là Năm hóa học thế giới(IYC) và nhận được sự đồng thuận của UNESCO, tổ chức quốc
tế chuyên trách về giáo dục, khoa học và văn hóa. IYC đánh dấu 100 năm trao giải Nobel hóa
học cho Marie Curie, tức là vào năm 1911 cho “việc phát hiện ra nguyên tố ra-đi và pô-lô-ni”.
Với chủ đề “hóa học-cuộc sống của chúng ta, tương lai của chúng ta”, IYC 2011 sẽ khởi động
vào ngày 27-28 tháng Hai tới tại trụ sở của UNESCO tại Pari với màn mở đầu là cuộc nói
chuyện của người giành giải Nobel hóa học năm 2009 Ada Yonath và giám đốc của Bội thẩm
đoàn liên chính phủ về biến đổi khí hậu Rajendra Pachauri. Năm 2011 cũng đánh dấu 100 năm
ngày thành lập Hội liên hiệp hóa học thế giới và 100 năm Hội nghị Solvay (Đây là hội nghị
quốc tế về hóa học và vật lý được sáng lập bởi nhà công nghiệp người Bỉ Ernest Solvay vào
năm 1911.ND). 2011 còn là kỉ niệm 100 năm Ernest Rutherford đề xuất mô hình nguyên tử.
Một hội nghị về vật lý hạt nhân với tên gọi Hội nghị Một trăm năm Rutherford cũng được tổ
chức tại Đại học Manchester vào tháng Tám năm 2011.

những phàn nàn về kinh phí, và việc thắt
chặt ngân sách ở nhiều nước chắc chắn sẽ
mang lại sự thất vọng cho các nhà vật lý
trong năm tới. Ở vương quốc Anh, điều
này đã xảy đến vào đầu năm nay khi ngân
sách cho nhiều đề mục nghiên cứu bị cắt
giảm trong nổ lực giảm thiếu hụt ngân sách.
Khi những thông báo chi tiết được loan ra
vào tháng 12, nhiều nhà vật lý đã vấn an
rằng việc cắt giảm chỉ liên quan đến Hội
đồng khoa học và công nghệ, là trọng tâm
đầu tư của Vật lý Anh quốc, sẽ ít gây lo
lắng. Trong khi, chính phủ Anh cắt giảm
nguồn chi đến 40%, để chuyển sang các dự
án lớn như các máy gia tốc hạt và các
phòng thí nghiệm đại học. Khó mà biết
2011 được chọn là năm Hóa học thế giới được việc cắt giảm này sẽ ảnh hưởng đến
nền vật lý Anh quốc trong những năm tới
Một hoạt động lớn khác là kỉ niệm một như thế nào.
trăm năm khám phá siêu dẫn, là hiện tượng
mà điện trở của vật liệu bị giảm về không,
nhờ vào thí nghiệm của nhà vật lý Heike
Kamerlingh Onnes. Khi làm việc tại Đại
học Leiden ở Hà Lan, Onnes cho dòng điện
chạy qua một số kim loại tinh khiết như
thủy ngân, chì, thiếc ở nhiệt độ rất thấp và
khám phá ra rằng điện trở của thủy ngân
gần bằng 0 ở nhiệt độ 4,2K. Onnes giành
giải Nobel về vật lý cho nghiên cứu này
vào năm 1903.
Năm sau còn là kỉ niệm 25 năm khám phá

ra siêu dẫn nhiệt độ cao trong hợp chất có
chứa bari, lathanum, đồng và ô-xi với nhiệt
độ siêu dẫn vào khoảng 40K. Các vật liệu
này còn mở đường cho sự khai sinh vật lý
ngưng tụ, được khám phá năm 1986 bởi
các nhà nghiên cứu của IBM Karl Müller
và Johannes Bednorz và mang lại hai giải Fermilab
Nobel về vật lý vào năm sau đó. Chắc chắn
không thể bỏ lỡ ấn phẩm đặc biệt về siêu Các nhà nghiên cứu ở Hoa kỳ cũng có thể
dẫn của Physics World phát hành vào rơi vào tình trạng tương tự khi sự đảm bảo
tháng Ba tới. của Đảng cộng hòa về một ngân sách dồi
dào cho khoa học công nghệ là không còn
Cắt giảm ngân sách nữa khi họ không còn nắm giữ Nhà trắng
từ năm 2008. Nhiều thông tin chi tiết hơn
Như đã từng, các nhà vật lý sẽ không phải sẽ biết đến sắp tới đây khi xem xét ngân
là các nhà vật lý nếu không đi kèm với sách cho năm 2011 và các nhà vật lý sẽ
hướng mắt vào tháng Hai tới, khi Barack nghĩ đến cuối năm 2011 để chuẩn bị cho
Obama công bố ngân sách dự kiến cho năm một năm dài tiến hành những thí nghiệm
2012. then chốt, nhưng LHC cũng đã kịp thu
được nhiều kết quả mới.Với việc săn tìm
Một phòng nghiên cứu cũng giành được sự boson Higg đang nóng lên và Fermilab có
quan tâm đặc biệt là Fermilab, nếu chính thể được mở rộng trong ba năm tới, các
phủ chấp nhận đầu tư cho các máy va chạm nhà vật lý tại CERN hi vọng rằng bất kỳ
Tevatron proton-phản proton ở đây trong một sự mở rộng tương tự sẽ cho họ cơ hội
ba năm tới, nó có thể “săn” được boson vượt lên trong năm tới.
Higg. Tevatron được dự kiến sẽ ngừng hoạt
động vào năm 2011 và được chuyển sang Một thành tựu khác mang lại nhiều tiện lợi
các thí nghiệm hạt muon và neutrino. Tuy cho cuộc sống sau nhiều năm nghiên cứu là
nhiên, nhiều nhà khoa học neutrino sẽ giận bộ đánh lửa NIF(National Ignition Facility),
dữ nếu Tevatron tiếp tục được nới rộng đầu tập trung năng lượng của 192 chùm tía la-
tư khoảng 35 triệu đô la một năm để tiếp de vào một tiêu bản nhỏ chứa nhiên liệu hi-
tục hoạt động cho đến năm 2014, vì nó sẽ đrô. Sau thành công ở mức thử nghiệm
làm chậm các thí nghiệm NOvA. trong năm nay, NIF sẽ chuẩn bị sử dụng
nhiêu liệu phóng xạ đơ-tơ-ri và tri-ti trong
Những kết quả mới đầy năm tới. Nếu thí nghiệm này thành
công, nó sẽ là một bước tiến gần đạt đến
Trở lại Châu Âu, các ông chủ ở CERN sẽ “đánh lửa trước” (first ignition), thời điểm
thưởng thức những tối Giáng sinh đầy ý mà các thiết bị tạo ra nhiều năng lượng hơn
nghĩa, khi mà LHC đã bước đầu mang lại trước đây rất nhiều nhờ vào các phản ứng
thành công với lần chạy đầu tiên sử dụng hạt nhân, có khả năng thành hiện thực vào
các ion chì tạo ra các va chạm proton ở cuối năm nay.
mức 7TeV. Nhưng Lời đầu năm mà họ
nhận được sẽ là quyết định liệu LHC có Nào, hãy cùng tiến vào năm 2011!
tiếp tục chạy cho đến hết năm 2012 hay
không. Hiện các máy va chạm đã được cho Theo physicsworld.com
Thuyết lượng tử lại vượt qua một kiểm tra

thực nghiệm quan trọng
Kể từ khi cơ học lượng tử lần đầu tiên được thiết lập, một loạt nhà vật lí trong đó có Albert
Einstein đã không thấy thoải mái với ý tưởng sự vướng víu – nhờ đó một nhóm hạt lượng tử
có mối quan hệ gần gũi hơn cái mà cơ học cổ điển cho phép. Kết quả là một số nhà vật lí đã đề
xuất những lí thuyết thay thế khác cho phép những mối liên hệ gần mà không cần đến cơ học
lượng tử. Trong khi thật sự khó kiểm tra những lí thuyết này, thì nay các nhà nghiên cứu ở
Anh vừa sử dụng “ánh sáng xoắn” để thực hiện một phép đo quan trọng củng cố cho thuyết
lượng tử.

Thuyết lượng tử có vẻ xa lạ với kinh nghiệm hàng ngày của chúng ta vì nó thách thức quan
niệm của chúng ta về “thực tại” – quan niệm cho rằng các vật có những tính chất rạch ròi cho
dù chúng ta có đang nhìn vào chúng hay không. Thuyết lượng tử còn gọi ra các thực thể có
khả năng phản ứng tức thời với một sự kiện xảy ra ở mọi nơi – rõ ràng bất chấp nguyên lí định
xứ, nguyên lí cấm truyền thông tin nhanh hơn tốc độ ánh sáng.
Sơ đồ thí nghiệm do Sonja Franke-Arnold và các đồng nghiệp thực hiện. Khung hình nhỏ ở
góc dưới bên trái là biểu diễn của các trạng thái xung lượng góc quỹ đạo. (Ảnh: Sonja
Franke-Arnold)
Những sự kì lạ này đã được nhà vật lí John Bell biểu diễn bằng toán học thành bất đẳng thức
nổi tiếng mang tên ông. Bell chứng minh rằng một sự kết hợp đặc biệt của các phép đo thực
hiện trên các cặp hạt giống hệt nhau được chuẩn bị sẵn sẽ tạo ra một liên kết số (hay bất đẳng
thức) được thỏa mãn bởi mọi lí thuyết vật lí tuân theo tính thực tại và tính định xứ. Tuy nhiên,
ông còn chứng minh rằng liên kết này bị vi phạm bởi các tiên đoán của cơ học lượng tử về các
cặp hạt bị vướng víu.
Trong các thí nghiệm Bell, hai nhà quan sát ở xa nhau, chẳng hạn, đo sự phân cực của các hạt
bị vướng víu theo những hướng khác nhau và tính ra các tương quan giữa chúng. Yêu cầu này
đã được thực hiện hồi thập niên 1970 bởi Stuart Freedman và John Clauser, và hồi thập niên
1980 bởi Alain Aspect, người đã sử dụng các photon vướng víu để xác nhận thuyết lượng tử.
Từ bỏ tính định xứ cho thực tại
Vật lí học thường chấp nhận rằng thế giới lượng tử không xem trọng “thực tại định xứ”, nhưng
vào năm 2003, Anthony Leggett thuộc trường đại học Illinois tại Urbana-Champaign đã thử
hồi sinh thuyết thực tại bằng cách từ bỏ tính định xứ. Nếu hai thực thể có thể sắp xếp các
tương quan của chúng qua sự truyền thông tức thời, thì có lẽ vẫn có khả năng là mỗi thực thể
trong số chúng có những tính chất rạch ròi. Kịch bản thực tiễn nhưng phi định xứ của Leggett
vượt qua được phép kiểm tra Bell, nhưng liệu nó có thể thật sự mô tả được thế giới lượng tử
hay không?

Bốn năm sau đó, các nhà vật lí ở Áo, Thụy Sĩ và Singapore đã đi trả lời bằng dữ liệu. Thay vì
đo các trạng thái phân cực thẳng thường vi phạm bất đẳng thức Bell, họ đi tìm các tương quan
giữa các trạng thái phân cực elip – kết hợp của các trạng thái phân cực thẳng và tròn. Cho dù
giả sử các photon vướng víu có thể phản ứng với nhau tức thời, thì các tương quan giữa các
trạng thái phân cực vẫn vi phạm bất đẳng thức Leggett. Kết luận là sự truyền thông tin tức thời
không đủ để giải thích sự vướng víu và tính thực tại cũng phải bị bác bỏ.
Kết luận này nay được hồi sinh trở lại bởi Sonja Franke-Arnold cùng các đồng nghiệp tại
trường Đại học Glasgow và Đại học Strathclyde, họ đã thực hiện một thí nghiệm khác chứng
tỏ rằng các photon vướng víu biểu hiện những tính chất rạch ròi – ngay cả khi chúng được
phép truyền thông tin tức thời. Nhưng thay cho sự phân cực, họ nghiên cứu tính chất của xung
lượng góc quỹ đạo của từng photon.
Ánh sáng xoắn
Trong các photon, xung lượng góc quỹ đạo có thể hiểu được bằng cách tưởng tượng rằng sóng
ánh sáng xoắn xung quanh trục của chùm tia sáng. Có thể minh họa nó bằng một hình ảnh
xoắn ốc đơn giản, một chuỗi xoắn kép hoặc những xoắn phức tạp hơn với xung lượng góc tăng
dần. Franke-Arnold và đội của bà tập trung vào kiểu xoắn kép.
Chàng sinh viên Glasgow, Jacquie Romero, thực hiện thí nghiệm bằng cách chiếu một laser tử
ngoại vào một quang tinh thể được thiết kế để phân tách các photon năng lượng cao thành các
cặp photon hồng ngoại vướng víu. Những photon này tiếp tục đi đến một máy tạo ảnh ba chiều
do máy tính điều khiển, bộ phận này sẽ lọc thô các trạng thái xung lượng góc quỹ đạo bổ sung.
Các photon đi qua máy tạo ảnh ba chiều khi đó được đếm bằng một máy dò photon độc thân.
Sự tương quan giữa hai photon vướng víu, một photon có xung lượng góc quỹ đạo theo chiều
đồng hồ còn photon kia xoắn ngược chiều kim đồng hồ, được tiên đoán bởi các đề xuất của
Bell và Leggett cũng như thuyết lượng tử. “Chúng tôi canh lệch có chủ ý máy tạo ảnh ba chiều
của mình khỏi các trạng thái bổ sung và đo lấy các tương quan thu được”, Franke-Arnold giải
thích. Các số đếm ngẫu nhiên trong máy dò xuất hiện khá thường xuyên phù hợp với lí thuyết
của Leggett. Tuy nhiên, chúng thật sự khớp với các tiên đoán lượng tử.
‘Một kết quả mang tính triết học’
“Kết quả chủ yếu trên thật ra là một kết quả mang tính triết lí”, Franke-Arnold nói. Các hạt bị
vướng víu không thể mô tả như những thực thể đơn lẻ, cũng không thể mô tả với một kết nối
ngoại cảm với các đối tác của chúng.
Simon Gröblacher ở trường Đại học Vienna thì cho rằng những thí nghiệm này bác bỏ tính
thực tiễn chỉ cho một họ rộng các lí thuyết phi định xứ - tuy nhiên, những lí thuyết thì không
được mô tả bởi bất đẳng thức Leggett. Đội của ông trước đây là đội đầu tiên chứng minh được
sự vi phạm bất đẳng thức Leggett qua sự phân cực photon, và ông cho biết sẽ thật là đẹp nếu
như sự vi phạm đó được xác nhận với một tính chất khác nữa của các photon. “Các thí nghiệm
dường như có vẻ đơn giản hơn”, ông nói, xung lượng góc quỹ đạo mang lại các cơ hội kiểm
tra sự chồng chất của nhiều hơn hai trạng thái.
Nguồn: physicsworld.com

Các bộ nhớ bán dẫn lưu trữ spin
Các nhà khoa học ở Mĩ và Anh đã tìm ra nhân và sau đó đọc nó nhưng khả năng
một phương pháp lưu trữ và đọc dữ liệu thành công khá thấp. Câu trả lời đến từ
dựa vào spin nguyên tử khi sử dụng các nhóm của McCamey là phân cực tất cả các
xung điện tử. Đột phá này có thể giúp đẩy điện tử dẫn trong SiP để cho chúng có cùng
nhanh sự phát triển của các hệ thống trạng thái spin. Điều này được thực hiện
spintronic, là các quá trình thông tin sử bằng cách làm lạnh vật liệu xuống vài độ
dụng spin và có thể dùng vào kỉ thuật tính trên không độ tuyệt đôú và đặt vào một từ
toán lượng tử. trường cỡ 8,5T. Khi đó, họ có thể gửi một
xung điện từ với tần số vài Tera-Héc
Spintronic là một lĩnh vực nổi bật của vật (1012Hz) để ghi một spin lên hoặc xuống
lý chất rắn, nổ lực sử dụng spin như điện vào các điện tử đang quay quanh nguyên tử
tích của điện tử để tăng hiệu quả của các photpho(P), trước khi gửi một sóng vô
quá trình xử lý thông tin. Nhưng một vấn tuyến làm chuyển spin này vào trong hạt
đề với spin điện tử là chúng có thời gian nhân.
sống quá ngắn, dễ dẫn tới mất hoặc làm
hỏng dữ liệu. Vì nguyên nhân này, các nhà Nhóm nghiên cứu thấy rằng, hạt nhân
khoa học hiện đang tìm kiếm những cách nguyên tử có thể lưu trữ spin lâu gấp 300
mới tốt hơn để lưu trữ và khôi phục dữ liệu 000 lần so với thời gian sống của spin điện
từ các hệ spin. tử. Để đọc thông tin spin, các nhà nghiên
cứu đơn giản chỉ thực hiện quá trình ngược
Một cách để lưu trữ thông tin dựa trên spin lại: gửi một sóng vô tuyến để chuyển lại
là sử dụng khuyết điểm của vùng cấm ni-tơ spin từ hạt nhân ra các điện tử và khi đó,
của tinh thể kim cương, và trong những gửi một xung nữa, cỡ Tera-Héc với cường
năm gần đây đã cho thấy nhiều hứa hẹn. độ lớn hơn dành cho spin lên.
Nhưng lo ngại trong việc sử dụng kim
cương là khó có thể cạnh tranh được với
các thiết bị điện tử sử dụng sillicon thông
thường, mà một số đã được tích hợp vào
các máy tính.
Đột phá dựa trên sillicon
Mới đây, Dane McCamey ở Đại học Utah,

thành phố Salt Lake và các đồng sự đến từ
Đại học Tiểu bang Florida, Tallahasee và
Đại học Luân Đôn đã tìm thấy một cách
mới để lưu trữ và đọc spin trong một loại
chất bán dẫn: SiP. Sự kiện này đánh dấu
lần đầu tiên việc lấy được những dữ liệu
được lưu giữ trong hạt nhân nguyên tử.
Trước đây các nhà nghiên cứu cũng đã cố

gắng đưa các biểu đồ thông tin về spin (cho Đọc và viết spin. (ảnh: Gavin W Morley)
biết 1 spin là lên hay xuống) vào trong hạt

Linh hoạt và dể sử dụng lượng tử để biểu diễn các phép tính nhanh
hơn rất nhiều so với các máy được sử dụng
“Việc phát triển mô hình này cho các ứng hiện nay.
dụng trong tương lai của tính toán lượng tử
hay các thiết bị spin điện tử sẽ phụ thuộc “Vì một máy tính lượng tử có thể giải
chủ yếu vào việc liệu kỉ thuật này có linh quyết vấn đề mà các máy tính ngày nay
hoạt và tương đối dể sử dụng bởi cộng không thể nào bì kịp về thời gian, sẽ không
đồng hay không,” Sankar Das Sarma, nhà có vấn đề gì nếu bạn cần làm việc ở 5K,”
lý thuyết ngưng tụ làm việc tại Đại học Morton cho biết. “Sẽ không có vấn đề gì
Maryland cho biết. “Còn quá sớm để nói nếu bạn chỉ có một thời gian ngắn để chạy
trước được điều gì. Những gì tôi có thể nói các chương trình sữa lổi, và bạn có thể thực
là tôi rất phấn khích với kỉ thuật thông hiện cùng lúc, điều bạn không thể làm ở
minh vừa được khám phá này và tôi hi nơi nào khác.”
vọng nó có một tương lai sáng sủa với
spintronic.” McCamey nói với physicsworld.com rằng
nhóm của ông hiện đang có kế hoạch giảm
Theo John Morton, một nhà khoa học vật số hạt nhân được sử dụng, để họ có thể cô
liệu tại Đại học Oxford, khó khăn để phát lập dần các hạt nhân theo biểu diễn của các
triển mô hình này thành các ứng dụng có tế bào nhớ.
thể phụ thuộc vào chính các ứng dụng đó.
Nhiệt độ thấp và từ trường lớn không thật Công trình được đăng trên Science 330
sự tốt cho các máy tính thông thường, 1652.
nhưng lại là tiên quyết cho các thiết bị
spintronic. Tuy nhiên, nhiệt đọ thấp có thể Theo physicsworld.com
không phải là vấn đề cho các máy tính
lượng tử, là các máy tính sử dụng vật lý
Tìm thấy bằng chứng đầu tiên của đa vũ trụ

Bằng cách nhìn xa vào không gian vũ trụ và quan sát xem cái gì đang diễn ra ngoài đó, các
nhà khoa học đã đi đến chỗ lí thuyết hóa rằng vũ trụ đã khởi đầu với một Vụ nổ Lớn, ngay sau
đó là khoảng thời gian ngắn giãn nở siêu tốc gọi là giai đoạn lạm phát. Có lẽ đây là sự khởi
đầu của mọi thứ, nhưng sau này một số nhà khoa học nghi vấn không biết có cái gì đó xuất
hiện trước đấy nữa, lập ra các điều kiện ban đầu cho sự ra đời của vũ trụ của chúng ta hay
không.
Trong nghiên cứu mới nhất về khoa học tiền-Big Bang đăng tại trang web chia sẻ bản thảo
arXiv.org, một đội gồm các nhà nghiên cứu đến từ Anh, Canada, và Mĩ, Stephen M. Feeney,
và nhiều người khác, tiết lộ rằng họ đã phát hiện ra bốn vân tròn không có khả năng xảy ra về
mặt thống kê trong phông nền vi sóng vũ trụ (CMB). Các nhà nghiên cứu nghĩ rằng những dấu
vết này có thể là “vết thâm” mà vũ trụ của chúng ta phải hứng chịu sau bốn lần đụng độ với
những vũ trụ khác. Nếu quan điểm của họ là đúng, thì nó sẽ là bằng chứng đầu tiên rằng thật
sự tồn tại những vũ trụ khác ngoài vũ trụ của chúng ta.

Các dấu hiệu của một va chạm bọt vũ trụ
Quan điểm cho rằng có nhiều vũ trụ khác hiện trong CMB. Các nhà khoa học đã phát
nữa ở ngoài kia chẳng có gì mới mẻ, vì các triển một thuật toán tìm kiếm các va chạm
nhà khoa học trước đây đã cho rằng chúng bọt trong CMB với những tính chất đặc
ta sống trông một “đa vũ trụ” gồm một số biệt, cái đưa họ đến chỗ tìm thấy bốn vân
vô hạn các vũ trụ. Khái niệm đa vũ trụ phát tròn trên.
sinh từ quan điểm lạm phát vĩnh viễn, theo
đó thời kì lạm phát mà vũ trụ của chúng ta Tuy nhiên, các nhà khoa học biết rõ rằng
đã trải qua ngay sau Big Bang chỉ là một khá dễ tìm thấy nhiều tính chất không có
trong nhiều thời kì lạm phát mà những khả năng xảy ra về mặt thống kê trong một
phần khác nhau của không gian vũ trụ đã bộ dữ liệu lớn như CMB. Các nhà nghiên
và đang trải qua. Khi một phần của không cứu nhấn mạnh rằng cần có thêm nhiều
gian trải qua một trong những cú bộc phát nghiên cứu nữa để xác nhận khẳng định
tăng trưởng ngoạn mục này, thì nó phồng này, chúng có thể xuất hiện trong thời gian
to thành vũ trụ của riêng nó với những tính ngắn thôi từ vệ tinh Planck, thiết bị có độ
chất vật lí của riêng nó. Như tên gọi của nó phân giải tốt hơn ba lần so với WMAP (nơi
cho thấy, sự lạm phát vĩnh viễn xảy ra một dữ liệu hiện nay khai thác), đồng thời có độ
số vô hạn lần, tạo ra một số vô hạn các vũ nhạy lớn hơn một bậc độ lớn. Tuy nhiên,
trụ, mang lại đa vũ trụ. họ hi vọng rằng việc tìm kiếm các va chạm
bọt có thể mang lại một số kiến thức sâu
Vô số những vũ trụ này thỉnh thoảng được sắc về lịch sử của vũ trụ của chúng ta, cho
gọi là bọt vũ trụ mặc dù hình dạng của dù các va chạm là có thật hay không.
chúng bất thường, chứ không tròn. Các bọt
vũ trụ có thể chuyển động ra xung quanh “Việc không phát hiện ra một cách thuyết
và thỉnh thoảng va chạm với các bọt vũ trụ phục của một bọt vũ trụ có thể dùng để đặt
khác. Như Feeney, và những người khác, ra các giới hạn nghiêm ngặt lên các lí
giải thích trong bài báo của họ, những va thuyết gây ra sự lạm phát vĩnh viễn; tuy
chạm này tạo ra tính không đồng nhất cho nhiên, nếu một va chạm bọt được xác nhận
vũ trụ học bên-trong-bọt, cái có thể xuất bởi dữ liệu trong tương lai, thì chúng ta sẽ

thu được kiến thức mới không chỉ về vũ trụ Trong nghiên cứu thứ nhất, Roger Penrose
của riêng chúng ta mà còn là một đa vũ trụ và Vahe Gurzadyan tìm thấy các vòng tròn
ngoài đó nữa”, các nhà nghiên cứu viết như đồng tâm có biến thiên nhiệt độ trung bình
vậy trong nghiên cứu của họ. thấp hơn trong CMB, cái có thể là bằng
chứng cho một vũ trụ tuần hoàn trong đó
Đây là nghiên cứu thứ hai trong tháng vừa Big Bang xảy ra tới lui mãi mãi.
rồi sử dụng dữ liệu CMB để tìm kiếm cái
có thể đã từng xảy ra trước Big Bang. Theo PhysOrg.com
đề, các mẫu chứa một lượng không đáng kể

Khám phá từ tính tạp chất từ tính, các nhà nghiên cứu bắt tay
vào công việc.
trên bề mặt graphite
“Chúng tôi xem xét các điện tử và các
Là đóng góp chính trong các phần tử sống trạng thái điện tử liên hệ với nhau như thế
nhưng các-bon không phải là loại nguyên nào,” Ohldag giải thích. Sử dụng kỉ thuật
tố mà ta mong đợi có thể tìm thấy các nam chụp ảnh thay đổi, họ kiểm tra những mẫu
châm vĩnh cửu. Cho đến mới đây, không graphite, vật liệu được dùng làm đầu bút
những các-bon có thể trở nên từ hóa với chì. Một mẫu như vậy có thể được dùng
một cực nhỏ, như trong khám phá năm làm bia để bắn proton, như trong khám phá
2007 mà phát hiện mới còn cho thấy, hành sự từ tính của các-bon được thực hiện năm
xử này xảy đến một cách tự nhiên và không 2007 còn mẫu khác thì không. Các nhà
cần một thao tác đặc biệt nào ở bề mặt của nghiên cứu cũng đặt cả hai mẫu graphite
một vật liệu làm bằng các-bon có tên gọi vào trong từ trường. Không chỉ mẫu được
graphite. chiếu xạ bằng proton quay trong từ trường,
mà mẫu còn lại cũng có hành xử tương tự.
Các nhà nghiên cứu sử dụng cả Nguồn
sáng bức xạ Synchrotron Stanford ở SLAC “Từ tính của bề mặt graphite mạnh tương
và Nguồn sáng cao cấp ở Phòng thí nghiệm đương với một chất thuận từ thông
quốc gia Lawrence Berkeley để khám phá thường,” Ohldag cho biết.
ra không những các-bon có từ tính bẩm
sinh mà còn cho thấy chỉ có bề mặt của
chúng mới bị từ hóa, một phát hiện hứu
hẹn nhiều ứng dụng cho điện tử và tính
toán trong tương lai. Nhà khoa học thuộc
biên chế của SSRL Hendrik Ohldag và các
đồng sự ở trường Đại học Leipzig và
LBNL đã đăng chi tiết công trình của họ
trong Tạp chí Vật lý số mới ra vào tuần
trước. Mục đích của họ là xác định các-non
có thể bị từ hóa vĩnh viễn như thế nào, một
tính chất mà cho đến gần đây vẫn cho là
đặc quyền của sắt, ni-ken, co-ban và một
vài hợp kim hiếm. Sau khi nhận thấy vấn Đầu bút chì cũng có từ tính như sắt, coban?

Các nhà nghiên cứu cũng lần theo dấu vết ra rằng từ tính ở bề mặt của một mẫu
của sự nhiễm từ đến từ các nguyên tử hi- graphite được chiếu xạ proton có thể đạt
đrô liên kết ở bề mặt các-bon. “Có rất đến cường độ từ tính của ni-ken. Sự hạn
nhiều phân tử hi-đrô tích trữ trong chế của bề mặt này gợi ý cho một ứng
graphite”, Ohldag nói. Các phân tử hi-đrô dụng phù hợp: các thiết bị nano, tạo ra các
này bị phân cực và làm nhiễu sự ngăn nắp linh kiện điện tử nhẹ hơn, nhỏ hơn hoặc
vốn có của cấu trúc điện tử của các-bon, thậm chí các thành phần cơ bản của các
tạo ra khả năng nhiễm từ. Điều này có thể máy tính lượng tử.
nhận thấy ở bất kỳ cấu trúc graphite nào,
nhưng khả năng này sẽ càng tăng nếu được “Từ tính mạnh trên bề mặt không phải là
chiếu xạ proton một cách tỉ mỉ. Không chỉ vấn đề nếu bạn làm cho nó nhỏ lại, Ohldag
proton, điện tử hoặc ion cũng sẽ làm tốt cho biết, “vì khi đó bạn chỉ có các bề mặt.”
điều này vì đều có thể làm phân cực phân
tử hi-đrô. Một trong những đích đến kế tiếp của
nghiên cứu, theo Ohldag, là nghiên cứu
Thực tế, khối graphite với kích cỡ 5mm mà tính chất từ của graphene, một tấm các-bon
nhóm của Ohldag thí nghiệm chưa phải là chỉ dày một nguyên tử và là một bề mặt lý
tối ưu để tạo thành một nam châm mạnh tưởng.
nhưng “nó đã có một momen từ lớn,”
Ohldag cho biết. Nói cách khác, kết quả chi Theo Lori Ann White (physorg.com)
NASA theo dõi các cơn bão di chuyển trên

khắp mặt trời
Một khám phá mới của Tàu không gian nghiên cứu động lực Mặt trời của NASA (viết tắt là
SDO) cho thấy bề mặt Mặt trời là một mạng lưới các quá trình vật lý và từ tính phức tạp hơn
rất nhiều so với những gì chúng ta nghĩ. Khám phá vừa được tiết lộ trong tuần này tại Buổi
gặp mặt Mùa thu của Hiệp hội địa vật lý Hoa Kỳ (AGU) ở San Francisco và có thể giúp tiên
đoán tốt hơn mức độ chống chịu bức xạ của các vệ tinh.
Bề mặt Mặt trời là một môi trường vô cùng bất ổn định, thường xuyên phun trào bức xạ có
cường độ và năng lượng lớn vào không gian. Các bức xạ này đe dọa nghiêm trọng đến các nhà
du hành vũ trụ và nếu đến được trái đất, chúng sẽ tàn phá các vệ tinh viễn thông.
Các nhà nghiên cứu tập trung vào việc phân tích các sự kiện xảy ra vào ngày 1 tháng 8 năm
2010 khi mà toàn bộ phần bề mặt đối diện với trái đất đều ở trạng thái hoạt động mạnh, phun
trào các tia lửa và các vòng nhật hoa(CMEs). Sự kiện này được thu lại bởi các thiết bị đặt trên
SDO, được phóng lên quỹ đạo từ tháng Hai để nghiên cứu nguyên nhân của sự biến đối trên
Mặt trời và điều này tác động đến thời tiết trong không gian như thế nào.

Sự kiện ngày 1 tháng 8: các cơn bảo di chuyển trên khắp bề mặt Mặt trời. (Ảnh: NASA)
Các hiện tượng liên kết nghiên cứu địa vật lý, Schriver và Title
chia các hoạt động này thành 12 sự kiện
Trong nhiệm vụ trước đó gửi về các dữ liệu chính với chu kỳ 28 giờ trải khắp miền 180
từ các miền hoạt động độc lập trên Mặt trời, độ kinh tuyến Mặt trời. “Sự kiện ngày 1
SDO và tàu song hành với nó STEREO tháng Tám mở ra trước mắt chúng ta,”
được thiết kế đặc biệt để nghiên cứu hoạt Schrijver cho biết. “Chúng ta có thể nhìn
động từ trường hầu như toàn bộ ngôi sao thấy các cơn bão Mặt trời là các sự kiện
này. Điều này giúp cho Karel Schrijver và toàn cục, diễn ra trên những khu vực rộng
Alan Title làm việc tại Phòng thí nghiệm lớn mà ta chưa hề nghĩ đến trước đây.”
Vật lý thiên văn và LMsS(Lockheed
Martin's Solar) xây dựng lại các hoạt động Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng thừa
xảy ra vào ngày 1 tháng Tám nhằm tìm nhận rằng còn nhiều việc phải làm để
thấy mối liên kết giữa nhiều hiện tượng khẳng định nguyên nhân và những hệ quả
khác nhau có liên quan. xảy đến trong những quá trình động lực
này, và để làm được điều đó, cần phải
Đột phá xảy đến khi các nhà nghiên cứu nghiên cứu nhiều sự kiện hơn nữa. “Không
phát hiện ra các vụ nổ trên Mặt trời xuất phải tất cả các vụ phun trào đều có tính
hiện có liên hệ với một hệ thống các miền toàn cầu,” Title lưu ý. “Nhưng đặc trưng
từ khuyết được biết đến với tên gọi toàn cục của hoạt động Mặt trời là không
separatrices(tạm dịch: những dấu phẩy). thể bỏ qua như trước đây.”
Trong một bài báo đăng trên Tạp chí

Một sự hiểu biết sâu sắc về các quá trình sóng vô tuyến tần số cao, hệ thống GPS, và
hoạt động của Mặt trời cũng mang lại sự sự đánh thủng sẽ diễn ra nhanh chóng khi
dự báo chính xác hơn các điều kiện thời các tia X truyền đi với vận tốc ánh sáng.”
tiết của không gian, một phát triển được
chào đón bởi Rodney Viereck ở Cục quản Tác giả: James Dacey
lý biển và khí quyển quốc gia Hoa Kỳ.
“Những lưỡi lữa Mặt trời mang lại nhiều Theo physicsworld.com
rủi ro khi chúng làm nhiễu các thông tin
Cổng tàng hình

Hãy tưởng tượng bạn có thể đi xuyên qua
một bức tường. Những ý tưởng loại này
thoạt nghe có vẽ nực cười, nhưng một tiếp
cận khá gần với thực tiễn hiện đang được
các nhà khoa học Trung Quốc tạo ra với
tên gọi cổng tàng hình.
Huanyang Chen làm việc tại đại học

Soochow, tỉnh Jiangsu cho biết hiệu ứng
này là một thứ kiểu như "Sân ga 9 và 3/4",
là một khu vực hư cấu ở Nhà ga Cây thánh
giá của Đức vua trong truyện Harry Potter, Mô phỏng cổng tàng hình. Một trong hai bức tương
chỉ có thể tới được thông qua một bức được làm từ một vật liệu đặc biệt khiến cho bức xạ
51MHz (bên trái) không thể truyển qua cổng.
tường ảo và bí mật. Mặc dù thí nghiệm (ảnh:Physical Review Letters)
được thực hiện dựa trên một mạch điện
dùng sóng vô tuyến, Chen nói rằng ứng Mạng lưới các tụ điện và các cảm biến
dụng cho ánh sáng nhìn thấy là hoàn toàn
có thể. Chen cùng các đồng sự làm việc ở Viện
khoa học Trung quốc đặt tại Bắc Kinh và
Ý tưởng về cổng tàng hình xuất phát từ sự Trường đại học Khoa học Hồng Kông đã
biến tính quang học(transformation optics, tạo ra một cổng tàng hình sử dụng một
được ứng dụng vào các thiết kế dựa trên mạng lưới các tụ điện và các cảm biến. Hệ
biểu hiện của ánh sáng theo cấu trúc và vật thống này tạo ra một kênh ngăn cách hai
liệu mà nó truyền qua.ND), cũng được ứng vật dẫn điện, là các bức tường mà một
dụng chế tạo tấm khoác tàng hình lần đầu trong số chúng chứa một tấm vật liệu có độ
tiên vào năm 2006. Tuy nhiên, cổng tàng khúc xạ và hằng số điện môi âm. Sự kết
hình hầu như ngược lại với tấm khoác loại hợp của hai loại vật liệu này cho phép tập
này, thay vì bẻ cong ánh sáng quanh một trung các sóng điện tử, gọi là plasmon hình
vật khiến cho nó không còn nhìn thấy được thành trên bề mặt. Plasmon ngăn cản sóng
thì thiết bị này tạo ra một bức tường mà nó điện từ truyền xuyên qua kênh. Đối với mộ
không thật sự ở đó. người quan sát, kênh này trông giống như
một bức tường liên tục, có độ đài tương

ứng với các bức xạ điện từ nằm trong Cổng tàng hình của Chen và các đồng sự là
khoảng 45 đến 60MHz. một trong nhiều ý tưởng đã và đang được
thực hiện sử dụng sự biến tính quang học
Tom Driscoll, một nhà nghiên cứu các thiết trong những năm gần đây. Năm ngoái, các
bị điện từ lạ thường tại Đại học California nhóm nghiên cứu làm việc tại Đại học
ở San Diego, gọi phát kiến này là một bước Cornell và Đại học California ở Berkeley
tiến tốt(good step), mặc dù ông cũng lưu ý đã độc lập tạo ra các tấm khoác 2D sử dụng
rằng quá trình ứng dụng thiết bị này ở ánh sáng nhìn thấy. Đầu năm nay, một
thang ánh sáng nhìn thấy sẽ còn kéo dài nhóm nghiên cứu khác ở Viện Công nghệ
hàng thập kỉ hoặc có thể lâu hơn. "Kích cỡ Karlsruhe, Đức, cũng đạt được bước tiến
của mỗi mẫu phải khá nhỏ so với bước lớn gần hơn tới việc sản xuất các tấm
sóng sử dụng, vì vậy tôi muốn thấy những khoác 3D quang học.
thiết bị lớn hơn," ông cho biết. "Tuy nhiên,
điều này cũng đã được chứng minh về mặc Vào năm 2008, nhóm của Chen đã đề xuất
nguyên tắc." ý tưởng, có thể là bước tiến tiếp theo theo
hướng này, một thiết bị có thể che lấp các
Martin McCall, nhà vật lý lý thuyết làm vật ở một khoảng cách nào đó.
việc tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn cũng
cho rằng, cổng tàng hình là một phát triển Nghiên cứu được đăng trên Phys. Rev. Lett.
đáng quan tâm. "Nó là một bổ sung khả thi 105, 233906.
vào nhóm các cấu trúc ứng dụng điện từ
đang được chế tạo." Theo physicsworld.com
LHC có thể hoãn lịch đóng cửa nâng cấp để

chạy đua săn tìm boson Higgs
Các nhà vật lí đang xem xét khả năng hoãn lịch dừng hoạt động như dự kiến của Máy Va
chạm Hadron Lớn (LHC) lại một năm để tiếp tục lần tìm vết tích của hạt boson Higgs vốn hay
lảng tránh trong các thí nghiệm.
Tọa lạc ở gần Geneva, Thụy Sĩ, LHC là cỗ máy va chạm hạt mạnh nhất mà loài người từng
xây dựng, được thiết kế để tạo ra những va chạm ở những năng lượng lên tới 14 nghìn tỉ
electron volt (TeV). Nó được xây dựng để tìm kiếm hạt Higgs, hạt giả thuyết đã mang lại khối
lượng cho các hạt hạ nguyên tử khác, thí dụ như electron.
Nhưng việc tăng tốc của LHC lên mức năng lượng trọn vẹn đã diễn ra chậm hơn dự kiến. Một
sự cố xảy ra hồi tháng 9 năm 2008 đã làm hoãn ngày khởi động cỗ máy đi hơn một năm trời,
và để tránh sự thiệt hại có thể có, các nhà điều hành cỗ máy đã và đang cho nó chạy ở mức chỉ
7 TeV, tức mới một nửa mức năng lượng thiết kế của nó. Kế hoạch là thu thập dữ liệu ở mức
năng lượng này cho đến cuối năm 2011, sau đó cho cỗ máy dừng hoạt động trong 15 tháng để
thực hiện các công đoạn sửa chữa cần thiết để đạt tới 14 TeV.

Có tin tức loan báo về sự thay đổi có khả
năng xảy ra trong kế hoạch hoạt động của
LHC là do hồi tháng 9 và tháng 10, đã có
những khuyến nghị yêu cầu kéo dài thời
gian hoạt động của Tevatron nhằm săn tìm
boson Higgs. Cuộc săn tìm boson Higgs
của Tevatron theo lịch định sẽ dừng lại vào
tháng 9 năm 2011, nhưng hai ủy ban bao
gồm các nhà vật lí, một ủy ban trong đó có
Shipsey, đã đề nghị kéo dài thời gian hoạt
động của nó đến hết năm 2014.
Mặc dù các va chạm của Tevatron, ở mức

2 TeV, có năng lượng thấp hơn nhiều so
với năng lượng của LHC, nhưng cỗ máy va
chạm của người Mĩ đã hoạt động trong thời
gian lâu dài và thu thập được nhiều dữ liệu
hơn – đó là một lợi thế có thể tỏ ra quan
trọng trong cuộc săm tìm những sự kiện
hiếm trong vô số kết quả có vẻ bình thường
hơn.
Một thí nghiệm tại LHC
Shipsey cho biết ông muốn cả hai đề nghị
Hiện nay, các nhà điều hành LHC đang kéo dài thời gian hoạt động đều được thông
xem xét khả năng lùi ngày đóng cửa cỗ qua. Việc có bằng chứng của hạt Higgs từ
máy lại một năm nữa, vào cuối năm 2012. cả hai thí nghiệm sẽ giúp khẳng định chắc
Sự hoạt động kéo dài thêm này sẽ cho LHC chắn cho sự tồn tại của nó.
cơ hội tìm ra vết tích của hạt Higgs trước kì
đóng cửa bảo dưỡng dài ngày. Các ý kiến Phát ngôn viên CERN, James Gillies, cho
cân nhắc đã được đăng tải trên tạp chí biết việc kéo dài chế độ hoạt động ở mức
Nature. năng lượng thấp của LHC là “một khả
năng dễ thấy”, nhưng ông cho biết quyết
“Một khám phá có thể đã nằm đâu đó rồi định cuối cùng sẽ được đưa ra tại một cuộc
và chúng tôi muốn tiếp tục giữ lấy khí thế”, họp của các nhà vật lí LHC ở Chamonix,
phát biểu của Ian Shipsey thuộc trường đại Pháp, dự kiến diễn ra vào ngày 24 đến 28
học Purdue ở West Lafayette, Indiana, Hoa tháng 2 tới.
Kì. Shipsey lãnh đạo một nhóm nhà vật lí
làm việc với LHC từ xa, từ Fermilab ở Nguồn: New Scientist
Batavia, Illinois – nơi có cỗ máy va chạm
danh tiếng Tevatron. Nhiều nhà vật lí hiện
đang làm việc với cả hai thí nghiệm trên.

Va chạm giữa các hạt nhân chì tại CERN tạo
ra plasma quark-gluon đặc nhất, nóng nhất
Nhiệt độ cao nhất có thể đạt đến trong các chỉ khoảng vài micrô giây sau Vụ nổ lớn,
lò luyện kim, vài ngàn độ, thật quá bé nhỏ về mật độ năng lượng và nhiệt độ.
so với nhiệt độ đạt được khi cho các hạt Schukraft cũng đại diện cho một nhóm dò
chuyển động gần với vận tốc ánh sáng va tìm khác tại CERN gọi là Alice.
chạm với nhau.
Năng lượng lớn chưa từng thấy trước đây,
Vào ngày 2 tháng 12, một số nhà khoa học vài TeV, được tập trung trong một miền thể
tại phòng thí nghiệm CERN ở Geneva, tích bằng với kích cở của vài proton.
Thụy Sỹ đã báo cáo những kết quả đầu tiên Proton là thành phân cấu thành hạt nhân
của thí nghiệm cho va chạm các hạt nhân nguyên tử, và nhỏ hơn nguyên tử khoảng
của nguyên tử chì sau khi hoàn tất những một vạn lần. Các nhà khoa học làm việc tại
"vòng đua 17 dặm" nổi tiếng gọi là LHC. các máy gia tốc thường sử dụng eV làm
Khi đó, chúng vỡ thành nhiều mảnh và tạo đơn vị năng lượng, là lượng công cần cung
thành những đốm vật chất đạt đến hàng cấp để gia tốc một electron bằng lực điện
nghìn tỉ độ chỉ trong chốc lát. tạo bởi hiệu điện thế 1V.
Mặc dù những đốm lữa li ti này xuất hiện

tại điểm va chạm chì-chì chỉ thoáng qua,
khoảng một phần nghìn tỉ của một phần
nghìn tỉ của một giây, nhưng những thiết bị
dò cừ khôi đặt trong khu vực đó được thiết
kế để nắm bắt và phân loại đám bụi các hạt
bắn ra một cách nhanh chóng.
"Đây là đám hạt nhân nóng nhất từng được

tạo ra trong phòng thí nghiệm" như lời
Boleck Wyslouch làm việc tại Ecole
Polytechnique gần Pa-ri đã phát biểu trong
buổi gặp mặt mới đây tại CERN. Boleck là
người đại diện cho thí nghiệm liên hợp
CMS(Compact Muon Solenoid), sử dụng
Biểu diễn trên máy tính của vụ va chạm các hạt
một trong những máy dò khổng lồ ở LHC nhân chì lần đầu tiên. (Ảnh:CERN | iSpy and
để quan sát va chạm giữa các hạt nhân chì. Fireworks, CMS)
"Tôi thích gọi nó là Vụ nổ bé" Juergen Điều gì xảy ra khi hai nguyên tử chì chứa
Schukraft cho biết ở hội thảo chuyên đề hàng trăm prôton và nơ-trôn(gọi chung là
mới đây tại CERN. Ông cho rằng, các vụ nucleon) mang năng lượng 1,4TeV va
va chạm khủng khiếp giữa các ion nặng tại chạm trực diện vào nhau? Khi chúng gặp
LHC là con cháu của Vụ nổ lớn được cho nhau và tương tác, các nucleon bị vở ra
là xảy ra ở 14 tỉ năm trước đây. Hơn nữa, thành các thành phần cơ bản hơn, là các
điều kiện mà đốm lửa siêu nóng được tạo quark và gluon. Những gì mà chúng ta thu
ra ở LHC tương tự với vũ trụ lúc sơ khai, được là một mớ hổ lốn với cường độ tương

tác tăng lên cả trăm lần mà các nhà vật lý Tuy nhiên, trong nhiều sự kiện va chạm,
gọi là plasma quark-gluon. chỉ một chùm tia được quan sát thấy. Trong
một tựa bài xuất hiện trên Tạp chí Physical
Vào đầu năm nay, các nhà khoa học tại Review Letters, các nhà khoa học Atlas cho
Máy va chạm các ion nặng tương đối biết, một ví dụ như vậy được thấy lần đầu
tính(gọi tắt là RHIC) tại Phòng thí nghiệm tiên về sự mất cân bằng giữa các chùm tia
quốc gia Brookhaven ở New York đã báo trong va chạm chì-chì. Nhưng điều gì đã
cáo những số liệu đo đạc plasma quark- xảy ra với chùm tia còn thiếu?
gluon khi cho va chạm giữa các hạt nhân
vàng tại đây. Họ cũng cho biết nhiệt độ của Brian Cole, người đại diện của nhóm Atlas
khối plasma này là 4 nghìn tỉ độ, nhiệt độ tại CERN cho biết, bản thân plasma quark-
cao nhất được tìm thấy trong một thí gluon có khả năng hấp thụ một phần hoặc
nghiệm. toàn bộ các chùm tia bắn ra. Quá trình này
không phải đối xứng.
Tuy nhiên, các nhà khoa học ở LHC vẫn
chưa đo đạc một cách trực tiếp nhiệt độ của "Càng gần tâm va chạm, các chùm tia bắn
khối plasma này. Schukraft nói rằng, mật ra càng bất đối xứng," Cole cho biết.
độ năng lượng trong các va chạm ở LHC
lớn gấp ba lần so với ở RHIC, vì vậy nhiệt Một nhà khoa học Atlas khác, Peter
độ thu được cũng sẽ lớn hơn. Steinberg nói rằng các nhà khoa học mong
đợi một vài chùm năng lượng bị hấp thụ,
Trong vài tuần tới, một loạt các kết quả đặc nhưng cảm thấy ngạc nhiên khi trong vài
biệt thu được tại các va chạm ion nặng ở sự kiện, các chùm tia dường như bị hấp thụ
LHC sẽ xuất hiện trên các tạp chí khoa học. hoàn toàn.
Các nhà khoa học từ liên phòng thí nghiệm
Atlas, hiện đang quản lý máy dò lớn thứ ba Các nhà khoa học hi vọng sự bất đối xứng
của LHC, sẽ báo cáo những quan sát về các trong việc xuất hiện các chùm tia có thể
chùm tia khổng lồ bắn ra từ va chạm. Mỗi được hiểu như đặc tính tự nhiên khó nắm
tia có dạng hình nón năng lượng, là chùm bắt của loại vật chất đậm đặc bậc nhất từng
hạt bắn ra từ các quả cầu lửa va chạm(điểm quan sát được trong phòng thí nghiệm.
va chạm tập trung năng lượng cao). Các
nhà khoa học hi vọng rằng, các chùm tia Theo physorg.com
năng lượng cao này sẽ bắn ra theo cặp
ngược hướng nhau theo đúng định luật bảo
toàn động lượng.

Nay một nghiên cứu mới của Jason Milne
Nghi vấn tăng thêm và Alistair Rowe tại trường Bách khoa
Ecole, Steve Arscott thuộc trung tâm
về hiệu ứng áp trở IEMN-CNRS và Christoph Renner tại
trường đại học Geneva, nêu vấn đề nghi
khổng lồ ngờ trước những ứng dụng như thế.
Các nhà vật lí đã biết về áp trở (PZR) –

nhờ đó điện trở của một chất bán dẫn biến
đổi khi một suất căng cơ nhỏ tác dụng lên
nó – trong nhiều năm qua. Áp trở khổng lồ
xảy ra khi có một sự thay đổi về điện trở
lớn hơn nhiều đối với cùng một suất căng
tác dụng vào. Thí dụ, độ biến thiên điện trở
trên đơn vị suất căng thường lên tới 100
trong silicon nguyên khối, nhưng trong
hiện tượng PZR khổng lồ, giá trị này có thể
đạt tới vài nghìn.
Những ứng dụng thực tiễn
PZR khổng lồ có thể tìm thấy nhiều ứng

dụng thực tiễn. Thí dụ, nó có thể được
dùng để phát hiện ra chuyển động trong các
hệ vi cơ (NEMS) vì các máy dò truyền
thống mất độ nhạy của chúng ở những cấp
độ chiều dài này. Hơn nữa, vì suất căng cơ
Ảnh chụp qua kính hiển vi điện tử quét của một dây học hiện nay đã được áp dụng để cải thiện
nano silicon 2000 nm × 2000 nm × 30 µm (Ảnh: hiệu suất của các dụng cụ điện tử (trong cái
A Rowe) gọi là “kĩ thuật suất căng”), cho nên nó
cũng có thể giúp cải thiện các transistor cỡ
Bốn năm sau khi các nhà khoa học ở Mĩ nano.
tường thuật việc nhìn thấy “áp trở khổng
lồ” trong các dây nano bằng silicon, một Cách đây bốn năm, đội của Peidong Yang
đội nghiên cứu ở Pháp và Thụy Sĩ khẳng tại trường đại học California ở Berkeley
định hiện tượng này có lẽ rốt cuộc chẳng lần đầu tiên quan sát thấy PZR ở các dây
hề tồn tại. nano silicon và khám phá trên đã tạo ra cả
một luồng hứng khởi trong các phòng thí
Áp trở khổng lồ là sự thay đổi lớn về điện nghiệm trên toàn thế giới. Thật vậy, các
trở xảy ra khi một chất liệu bị kéo căng ra. nhà nghiên cứu đã đo độ biến thiên điện trở
Sau khi được tường trình lần đầu tiên xuất trên đơn vị suất căng lên tới gần 6000.
hiện trong các dây silicon nhỏ xíu, một số Hiệu ứng trên được cho là một hiện tượng
nhà khoa học đưa ra nhận định cho rằng mới xảy ra trong một chất liệu đã biết rõ do
hiện tượng này có thể cải thiện đáng kể các kích cỡ giảm thiểu và các trạng thái bề mặt
dụng cụ điện tử nano, thí dụ như các đặc trưng của mẫu.
transistor nano, và giúp chế tạo các bộ vi
cảm biến cực nhạy.

Trong một bài báo đăng trên tạp chí Từ trên xuống hay từ dưới lên?
Physical Review Letters, đội khoa học
người Pháp-Thụy Sĩ khẳng định những Bản thân Yang thì không tán đồng: “Họ
quan sát này có khả năng là sản phẩm lầm báo cáo các phép đo PZR trên một tập hợp
lạc của phòng thí nghiệm, chứ chẳng liên các dây micro và dây nano từ-trên-xuống
quan gì đến suất căng cơ học tác dụng lên trong khi các phép đo của chúng ta thực
các dây nano silicon. Thay vào đó, chúng hiện trên các dây nano lớn từ-dưới-lên. Các
có nguyên do bởi sự bắt giữ bề mặt của các kết quả của họ thật ra có lẽ chẳng có gì bất
điện tích gây ra bởi điện áp đặt vào để đo ngờ vì ngày nay chúng ta đều biết rằng các
điện trở. “Nói cách khác, tác động đo điện dây nano kết nối tổng hợp theo kiểu từ-
trở đã làm thay đổi giá trị của nó”, Rowe dưới-lên có suất căng, trạng thái bề mặt và
giải thích. sự phân bố tạp chất hơi khác với các dây
nano chế tạo từ-trên-xuống. Thật ra, sự
Sự chuyển dịch không liên quan đến thiếu vắng hiệu ứng PZR khổng lồ trong
suất căng các dây nano như vậy đã được báo cáo tận
hồi năm 2003. Tuy nhiên, sự thiếu vắng
PZR thường được đo bằng cách tiến hành hiệu sáng PZR khổng lồ trong những mẫu
một phép đo điện trở trên một mẫu trong mới chế tạo này không giống như trong
khi từ từ thay đổi suất căng cơ học tác dụng trường hợp các dây nano kết nối tổng hợp
vào nó. Vấn đề là bất kì một sự chuyển của chúng tôi.
dịch nào không có liên quan đến suất căng
trong giá trị của điện trở cũng không thể
tách rời khỏi cái gây ra bởi suất căng tác
dụng vào.
Đội nghiên cứu người Pháp-Thụy Sĩ cho

biết họ khắc phục vấn đề này bằng cách tác
dụng một suất căng dao động lên trên mẫu
của mình. Theo kiểu này, suất căng liên tục
tăng lên rồi giảm xuống theo hàm của thời
gian. “Đây là một kĩ thuật khá quen thuộc
(gọi là kĩ thuật dò phách) trong vật lí và kĩ
thuật, và được dùng để phân tách hai hoặc
nhiều tín hiệu và mang lại các phép đo
chính xác”, Rowe nói.
Theo Rowe, trước đây các nhà khoa học

Tác giả đầu nhóm Jason Milne đang tiến hành các
chưa bao giờ áp dụng kĩ thuật tạo phách phép đo (Ảnh: Ecole Polytechnique)
cho các phép đo PZR, cho nên các phép đo
trước đây cho thấy những sự biến thiên “Sau hết thảy, hiệu ứng PZR đã quan sát
điện trở lớn (nhưng không liên quan đến thấy trong các dây nano của chúng tôi, cho
suất căng) trong các dây nano silicon. dù nó có bản chất nội tại hay từ hiệu ứng
“Điều này có nghĩa là sự biến đổi điện trở các trạng thái bề mặt, tỏ ra khá hữu ích”,
do sự bắt giữ điện tích (còn gọi là sự hồi Rowe nói. “Thí dụ, mới đây chúng tôi đã
phục điện môi) được cho là kết quả của chứng minh được các bộ cộng hưởng dây
suất căng tác dụng vào”, Rowe nói. “Hiện nano silicon áp trở biến đổi tần số rất cao
nay, đây có vể là một giả thuyết không đầu tiên với sự kích thích điện tử trên-chip
chính xác”.
ở nhiệt độ phòng. Chúng tôi đã làm sáng tỏ không dễ gì có được nếu như không có
rằng, đối với các dây nano silicon rất mỏng, hiệu ứng PZR hỗ trợ”.
suất căng biến thiên theo thời gian của
chúng có thể khai thác để tự chuyển đổi Xem ra tranh cãi vẫn còn tiếp tục.
các chuyển động cộng hưởng của dụng cụ
ở những tần số cao tới 100 MHz. Điều này Nguồn: physicsworld.com
M107 mở đường cho việc nghiên cứu sự tiến

hóa sao và thiên hà
Chúng ta đã biết đến khoảng 150 tập hợp phong phú các ngôi sao già được gọi là các cụm tinh
hình cầu (globular cluster) đang quay quanh thiên hà của chúng ta, Ngân hà. Những bức ảnh
mới của Messier 107, chụp bởi Bộ thu ảnh trường rộng (Wide Field imager) của kính thiên
văn 2,2m tại đài quan sát ESO’s La Silla ở Chilê, phơi bày cấu trúc của một cụm tinh hình cầu
này với độ sắc nét cao. Nghiên cứu những cụm thiên thể này sẽ hé lộ nhiều vấn đề về lịch sử
của thiên hà chúng ta đang ở và cách thức mà các ngôi sao tiến hóa.
Cụm tinh hình cầu Messier 107, được biết đến với tên gọi NGC 6171, là một hệ thống các sao
đặc và lâu đời nằm cách chúng ta khoảng 21 000 năm ánh sáng. Messier 107 là một trung tâm
đông đúc: hàng ngàn ngôi sao trong cụm tinh hình cầu như vậy chỉ tập trung trong miền không
gian chật hẹp, có kích thước vào khoảng 20 lần khoảng cách từ Mặt trời chúng ta đến thiên thể
gần nhất là Alpha Centauri. Một số các sao đã đi vào giai đoạn sao khổng lồ đỏ, một trong
những cảnh cuối cùng trong đời sống của một ngôi sao, và có màu vàng như ảnh chụp trên đây.
Các cụm tinh hình cầu là một trong các đối tượng già nhất trong vũ trụ. Khi đó, các sao trong
một cụm tinh hình cầu hình thành từ các đám mây vật chất tại các thời điểm gần nhau, khoảng
10 tỉ năm trước. Chúng gồm những sao có khối lượng nhỏ, do đó, năng suất tiêu thụ hi-đrô là
chậm hơn nhiều so với các thiên thể nặng hơn. Các cụm tinh hình cầu hình thành trong suốt
giai đoạn sớm nhất của quá trình hình thành các thiên hà nóng và do đó việc nghiên cứu các
thiên thể này có thể mang lại những hiểu biết sâu rộng về cách mà các thiên hà và các sao của
chúng tiến hóa.
Messier 107 bị "soi" khá kỉ, là một trong 160 miền thiên thể được phân chia bởi hệ thống Pre-
FLAMES, một trong những hệ thống tiên phong được bắt đầu từ năm 1999 đến năm 2002 sử
dụng kính thiên văn 2,2m tại đài quan sát ESO's La Silla ở Chilê, để tìm kiếm những ngôi sao
phù hợp cho việc quan sát của quang phổ kế FLAMES của VLT. Dùng FLAMES có thể quan
sát được 130 mục tiêu cùng lúc, thích hợp cho việc nghiên cứu những cộng đồng sao dày đặc
như các cụm tinh hình cầu.

M107 (Ảnh: ESO)
M107 không thể nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng với độ trưng (apparent magnitude, là giá
trị đặc trưng cho độ sáng của thiên thể nhìn từ trái đất) vào khoảng 8, nó có thể dễ dàng được
nhìn thấy trên nền tối nhờ vào một kính thiên văn cỡ nhỏ hoặc ống nhòm. Cụm tinh hình cầu
có bề rộng 13 phút góc, tương ứng với khoảng cách 80 năm ánh sáng, và được tìm thấy trong
quầng tinh Ophiuchus, ngay phía bắc chiếc càng của Scorpius(chòm Bọ cạp). Khoảng một nữa
các cụm tinh hình cầu được quan sát thấy từ Ngân hà được tìm thấy trong các chòm sao
Sagittarius, Scorpius and Ophiuchus theo hướng trực chỉ tâm của Ngân hà. Sở dĩ vì vậy là bởi
vì các quỹ đạo của chúng xếp dọc theo hướng nhìn này của chúng ta và quay quanh một miền
trung tâm chung.
Messier 107 được phát hiện bởi Pierre Méchain vào tháng Tư năm 1782, và được thêm vào hệ
thống Bảy đối tượng Messier bổ sung. Vào ngày 12 tháng 5 năm 1793, nó được phát hiện một
cách độc lập bởi William Herschel, người đầu tiên giải mã cụm tinh hình cầu này là hệ sao.
Nhưng mãi cho tới năm 1947, cụm tinh hình cầu này mới được đặt vào hệ thống Messier với
tên M107, và là cụm sao gần đây nhất được thêm vào hệ thống nổi tiếng này. (Hệ thống
Messier được Charles Messier lập ra vào năm 1771 nhằm mục đích ban đầu là đánh dấu các
sao chổi, theo cách nhìn thời đó.ND).
Bức ảnh này là sự kết hợp từ việc phơi sáng với ba màu xanh dương, xanh da trời và gần hồng
ngoại của Camera trường rộng của kính MPG/ESO 2,2m đặt tại đài quan sát La Silla ở Chilê.
Theo Physorg.com

Nghiên cứu tiên đoán sự phân bố của các
nguồn phát sóng hấp dẫn
Một cặp sao nơ-trôn đang chuyển động Luke Zoltan Kelley, sinh viên năm cuối
theo quỹ đạo xoáy ốc quanh khối tâm của của UCSC cùng làm việc với Ruiz, là tác
hệ cho đến khi chúng thâm nhập vào nhau giả đứng tên của bài báo mô tả phát kiến
bởi một vụ nổ khủng khiếp, sẽ tạo ra các mới, được xuất bản ngày 10 tháng 12 trong
luồn sóng hấp dẫn có thể dò thấy được. ấn phẩm của Astrophysical Journal Letters
Một nghiên cứu mới được lãnh đạo bởi và hiện đang được đăng tải online.
một sinh viên năm cuối tại phân nhánh
Santa Cruz của trường Đại học California Chìa khóa của tiên đoán này là thuyết
(viết tắt UCSC-giống như phân nhánh đại tương đối tổng quát của Einstein, sóng hấp
học Bách khoa của Đại học Quốc gia ở dẫn là những gợn sóng của bộ khung
VN), lần đầu tiên tiên đoán được nơi mà không thời gian khi có sự chuyển động của
một vụ xâm nhập như vậy xảy ra ở thiên hà các vật nặng trong nó. Các nhà khoa học
địa phương hàng xóm của chúng ta. vẫn chưa dò được sóng hấp dẫn một cách
trực tiếp vì chúng quá yếu và bị phân hủy
rất nhanh, nhưng một kế hoạch vừa được
nâng cấp cho LIGO được chờ đợi sẽ tăng
đáng kể độ nhạy của thiết bị. Những hệ đôi
liên kết như các cặp sao nơ-trôn, 2 lỗ đen
hoặc cả hai loại này tạo thành một cặp là
những ứng cử viên khả dĩ nhất bức xạ sóng
hấp dẫn có thể được dò thấy bởi LIGO
hoặc các thí nghiệm hiện nay.
Sự thâm nhập của các hệ đôi như sao nơ-trôn hay

Kelly nghiên cứu một hệ như vậy nhưng
lỗ đen là những nguồn phát sóng hấp dẫn mạnh dưới một góc nhìn khác: Hai vật không chỉ
nhất trong vũ trụ. (Ảnh:Stephan Rosswog và Enrico chuyển động quay quanh nhau mà chúng
Ramirez-Ruiz) còn chuyển động hướng vào nhau (xoáy
ốc-hình vẽ), tâm khối lượng của chúng
Theo Enrico Ramirez-Ruiz, giáo sư hướng chuyển động với vận tốc trên 200km/s.
dẫn thiên văn và thiên văn vật lý tại UCSC,
kết quả này cung cấp nhiều thông tin hữu "Khi hai vật xâm nhập vào nhau, chúng ở
ích cho các nhà nghiên cứu dò tìm sóng rất xa vị trí mà chúng được sinh ra," Kelly
hấp dẫn như Phòng nghiên cứu sóng hấp cho biết.
dẫn dùng hiện tượng giao thoa của các
chùm la-de (gọi tắt là LIGO) đặt tại Đây là kết quả cho những nổ lực quan sát
Louisiana và Washington. "Đây là một kết những sự xâm nhập bức ra sóng hấp dẫn.
quả rất quan trọng, nó làm thay đổi một Các nhà khoa học hi vọng có thể bắt được
cách cơ bản cách thức tổ chức các thí các tín hiệu khả quan tại các phòng thí
nghiệm về sóng hấp dẫn hiện nay," Ruiz nghiệm sóng hấp dẫn nhờ vào các quan sát
cho biết. thiên văn về sự kiện xâm nhập kiểu này.
Nghiên cứu mới cũng cho thấy, các nhà
thiên văn có thể không muốn nhìn vào các thành của các thiên hà. Các nhà nghiên cứu
thiên hà gần nhất hòng tìm thấy sóng hấp làm cho các quầng tinh nặng hơn bằng việc
dẫn ở gần thang quang học (gần bước sóng mang vào đó các hạt đậm vết biểu diễn cho
ánh sáng nhìn thấy). các hệ thống đôi(sao nơ trôn hoặc lỗ đen).
Trong những lần chạy riêng biệt, họ thay
"Tiên đoán của chúng tôi chỉ ra rằng bảng đổi vận tốc của các hệ đôi này.
liệt kê các công dụng của thiên hà dùng
trong việc dò tìm sóng hấp dẫn cần được Sau khi chạy mô hình để mô phỏng 13,8 tỉ
bổ sung khả năng của các vụ xâm nhập năm (tuổi của vũ trụ), Kelly tìm thấy một
thiên hà nằm cách xa các thiên hà đã quan miền giống với vũ trụ trong khu vực chúng
sát thấy," Ruiz cho biết. ta đang sống, với một thiên hà cùng cỡ với
Ngân hà, vây quanh bởi các thiên hà hàng
"Cú hích" đẩy các cặp đôi thiên thể này ra xóm. Sau đó, anh tạo một bức ảnh của bầu
xa nơi chúng được sinh ra đến từ một sự trời mà các nhà thiên văn quan sát thấy
bất đối xứng nhỏ trong vụ nổ siêu tân tinh trong vũ trụ mô phỏng này, cho thấy vụ trí
sinh ra các sao nơ-trôn hay lỗ đen này. Khi của các hêj đôi và các thiên hà địa phương.
một sao nặng nổ tung, nhân của nó sẽ co
sụp lại thành 1 sao nơ trôn hoặc một lỗ đen. Kết qủa cho thấy sự biến dổi vận tốc kích
Theo Kelly, chỉ với một phần trăm bất đối dẫn đến sự khác nhau đáng chú ý trong
xứng trong vụ nổ siêu tân tinh có thể tạo ra phân bố của các hệ đôi. Nếu những vụ xâm
vận tốc khoảng 1000km/s. nhập của các hệ đôi xảy ra cách xa bề mặt
sáng của thiên hà, nó có thể được dò thấy
"Đó là mức lớn nhất của vận tốc được quan bởi một kính thiên văn tổng hợp(survey
sát thấy cho các sao nơ-trôn và các pulsar telescope) như LSST(Large Synoptic
chuyển động một mình," anh cho biết. Survey Telescope). Khi đó, những kế
"Trong những hệ thống ghép đôi, vận tốc hoạch quan sát sóng hấp dẫn sẽ biết được
"kích" lên khối tâm của hệ nhỏ đi đáng kể, khi nào và ở đâu có thể bắt được các dữ
khoảng 200km/s nhưng với độ bất định liệu về loại sóng bí ẩn này, Ruiz cho biết.
cao."
Ông cùng với các cộng sự ở USCS, bao
Các nhà nghiên cứu sử dụng một mô phỏng gồm nhà vật lý thiên văn lý thuyết Stan
vũ trụ chuẩn của vật chất tối và sự tạo Woosley và sinh viên Luke Roberts, đang
thành các cấu trúc vũ trụ để nghiên cứu các cố gắng chỉ ra các tín hiệu quang học của
vận tốc "kích" khác nhau ảnh hưởng như sự kiện xâm nhập của các hệ thống đôi sẽ
thể nào đến phân bố của các hệ sao đôi trông như thế nào. "Dò tìm các thành phần
đang hợp nhất. Mô phỏng chạy trên một quang học của các tín hiệu hấp dẫn sẽ dễ
siêu máy tính đặt ở UCSC cho thấy sự hình hơn rất nhiều nếu chúng không nằm trong
thành các quầng vật chất tối mà lực hút hấp các thiên hà." Ruiz kết luận.
dẫn của nó được cho là chi phối sự hình
Theo Tim Stephens (Physorg.com)

Tạm biệt kilogram
Robert P Crease (Physics World, tháng 12/2010)
Tác giả tại nhà vòm chứa bình trụ platinum – iridium định nghĩa kilogram. (Ảnh: BIPM)
Mỗi năm một lần, một nghi thức trang trọng đã một thế kỉ tuổi lại diễn ra tại Cục Cân nặng và
Đo lường Quốc tế (BIPM) ở ngoại ô Paris. Nghi thức diễn ra trong tầng hầm của tòa nhà thí
nghiệm chính thuộc BIPM, nơi có một nhà vòm được bảo vệ bởi ba tầng khóa. Ba chiếc chìa
khóa kiểu cổ, do công dân thuộc ba quốc gia khác nhau nắm giữ, sẽ mở những tầng khóa này.

Tại cuộc họp thường niên của ủy ban điều hành BIPM - Ủy ban Cân nặng và Đo lường Quốc
tế (CIPM) – ba người giữ khóa sẽ hợp nhất các chìa khóa, mở cửa nhà vòm, mở khóa một cửa
an ninh bên trong nhà vòm và kiểm tra cái chứa bên trong: khối trụ platinum–iridium định
nghĩa đơn vị kilogram.
Nghi thức của năm nay, hôm 13 tháng 10, diễn ra không bình thường. Không phải chỉ giám
đốc BIPM Andrew Wallard (người Anh) và chủ tịch CIPM Ernst Göbel (người Đức) về hưu,
mà đây còn là năm cuối cùng họ là người giữ khóa. Không phải vì người giữ khóa thứ ba,
Claire Béchu thuộc Cục Lưu trữ Pháp, đến trễ một giờ do kẹt xe. Bầu không khí khác đi vì
một sự thay đổi lớn sắp diễn ra: khối trụ kilogram có thể bị gỡ đi và kết thúc sứ mệnh lịch sử
của mình.
Sự kết thúc của một kỉ nguyên?
BIPM được thành lập bởi Hiệp định Mét vào năm 1875, một mốc son trong lịch sử đo lường,
toàn cầu hóa và hợp tác quốc tế. Nghi thức kiểm tra bắt đầu diễn ra một vài năm sau đó, khi
hai nguyên mẫu quốc tế của BIPM – nguyên mẫu của mét và kilogram – được đưa vào cất giữ
an toàn. Năm 1960, đơn vị mét được định nghĩa lại theo bước sóng của ánh sáng, vì thế đã
truất phế đi thanh mét chuẩn. (Mét được định nghĩa lại một lần nữa vào năm 1983 theo tốc độ
ánh sáng) Trong đa phần thời gian còn lại của thế kỉ 20, các nhà đo lường học thậm chí không
thể dự báo trước khả năng của một sự thay đổi tương tự đối với đơn vị kilogram bằng một
chuẩn tự nhiên.
Tuy nhiên, các công nghệ đang phát triển hiện giờ không những biến điều này thành có thể mà
còn là tất yếu. Một chủ đề nghị sự tại cuộc họp của CIPM năm nay, cuộc họp lần thứ 99, là
phác thảo một giải pháp để năm sau giải trình trước tổ chức mà CIPM báo cáo – Hội nghị
Toàn thể về Cân nặng và Đo lường (CGPM) – lập ra một kế hoạch định nghĩa lại kilogram và
ba đơn vị SI cơ bản khác. Nếu được thông qua, toàn bộ các đơn vị SI rốt cuộc đã được định
nghĩa theo các hằng số tự nhiên.
Tóm lại, khối trụ platinum–iridium có lẽ không còn chỗ đứng trong nhà vòm bao lâu nữa, vì
nó sẽ không còn định nghĩa kilogram nữa. Trong vòng vài năm tới, Wallard hi vọng đưa nó ra
khỏi nơi an toàn đó, đến một phòng thí nghiệm để thực hiện các phép đo nhằm chuyển tiếp
sang một định nghĩa mới.
18 thành viên CIPM thì bận rộn tranh luận xem nên dùng từ ngữ để định nghĩa lại như thế nào
cho hợp lí. Một số người thì muốn ngôn ngữ sử dụng hướng tới công chúng đông đảo, còn
những người khác thì nghiêng về ngôn ngữ kĩ thuật cho các nhà đo lường học chuyên nghiệp,
trong khi số còn lại thì nghĩ định nghĩa nên mang tính kĩ thuật nhưng đi kèm có giải thích chi
tiết.
Cuối cùng, nhóm làm việc đã thống nhất một “phát biểu khái niệm” để định nghĩa lại bằng các
hằng số cơ bản. Ngoài ra, nhóm làm việc còn thống nhất tuyên truyền nhận thức sự định nghĩa
lại và các hệ quả của nó. Một phần của nỗ lực này sẽ diễn ra tại một phiên họp sắp tới của Hội
Hoàng gia ở London trong tháng sau.
Việc định nghĩa lại sắp tới có nghĩa là có rất nhiều quan khách sẽ sắp hàng dài để xem chuẩn
kilogram mới; không chỉ các thành viên CIPM mà cả nhân viên BIPM và một vài khách mời
ngoài cuộc nữa, kể cả tôi. Trong 121 năm qua, khối trụ này đã thống lĩnh một mạng lưới quốc
tế gồm các đối trọng và các bàn cân có mặt ở mọi nơi, từ các phòng thí nghiệm cấp quốc gia
và các phòng đo lường địa phương cho đến các cửa hàng tạp hóa, bưu điện và dùng trong nhà.
Khối trụ kilogram vừa là một vật, vừa là một thể chế. Và ngày thống trị của nó chỉ còn đếm
ngược mà thôi.
“Thật là nhỏ quá đi!”, nhiều người chen lấn tại cầu thang hẹp dẫn vào căn phòng nhỏ xíu chứa
khối trụ kilogram đã thốt lên như vậy. Thật ra thì khối trụ này chỉ có 39 mm chiều cao thôi.
Một bất ngờ nữa đối với nhiều khán giả - trong đó có tôi – là mặc dù khối trụ được bảo vệ bởi
ba bình hình chuông, nhưng nó không nằm trong chân không. Nguyên mẫu kilogram hóa ra là
bền nhất khi ở trong không khí, và nó có thể phát ra khí thải khi đặt trong chân không. Các vị
quan khách háo hức chụp ảnh bằng camera và điện thoại di động, kiểu công việc họ từng làm
tại bức tranh Mona Lisa trưng trong bảo tàng Louvre bên dòng sông Seine. Không giống như
bức tranh nàng Mona Lisa xinh đẹp, nguyên mẫu kilogram quốc tế không bị ảnh hưởng bởi
đèn flash máy ảnh – mặc dù theo tính toán của tôi, tác phẩm mang tính biểu trưng của danh
họa Leonardo da Vinci ấy, trong một thế kỉ qua, đã chịu nhiều ánh flash máy ảnh hơn nguyên
mẫu kilogram những 15 phút.
Kết luận
Dự thảo của CIPM vẫn phải mang ra tranh luận bởi CGPM tại cuộc họp lần thứ 24 vào tháng
10 năm sau. Nhưng hai công nghệ mới xuất hiện đáp ứng tốt điều kiện bổ sung, và CGPM hi
vọng có những động thái tích cực hướng tới một sự xét lại. “Đó là một bước tiến lớn”, Wallard
nói. “Lần đầu tiên, nó sẽ mang lại một điểm neo cho mọi đơn vị cơ bản thuộc hệ SI gắn liền
với các hằng số cơ bản, từ đó chúng ta có thể xây dựng nên toàn hệ thống”.
Các vị quan khách bắt đầu đi ngược cầu thang ra ngoài, tiến về sảnh tiếp tân phục vụ sâm banh
kiểu truyền thống trong những khu vườn xinh đẹp của BIPM trông ra Paris, với Tháp Eiffel
hiện ra ở đằng xa. Wallard, Göbel và Béchu ghi lại nhiệt độ và độ ẩm tương đối, và kí một văn
bản chứng thực rằng họ đã xác nhận sự có mặt của nguyên mẫu kilogram quốc tế và các bản
sao chính thức của nó. Họ khóa an toàn phòng bảo vệ, đóng và khóa cửa nhà vòm bằng ba
chiếc chìa khóa, bảo vệ tối ưu cho những ngày thống lĩnh cuối cùng của khối trụ kilogram với
vai trò thống soái của mạng lưới cân nặng toàn thế giới, và nó vẫn có một vai trò nhất định
trong việc bổ sung cho một định nghĩa lại trong tương lai.
Khối trụ kilogram có vẻ vẫn ‘trơ gan cùng tuế nguyệt’ theo năm tháng.
Trần Nghiêm dịch (Physics World, tháng 12/2010)

Bản Tin Vật Lý tháng 1 -2011

Uploaded by

Document Information

Copyright

Available Formats

Share this document

Share or Embed Document

Sharing Options

Did you find this document useful?

Is this content inappropriate?

Copyright:

Available Formats

Bản Tin Vật Lý tháng 1 -2011

Uploaded by

Copyright:

Available Formats

thuvienVatly .

Thành Tựu H ang

Vật Lí 2010 Trang 1

Các lỗ đen vĩnh cửu

Thuvienvatly.com Vật Lý 360 Độ: 360.thuvienvatly.com

Bản Tin Vật Lý

 Thư Viện Vật Lý

Nội dung: Trần Nghiêm – trannghiem@thuvienvatly.com

Chương trình hợp tác ALPHA công bố

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (1)

Đội ALPHA ăn mừng chiến thắng. (Ảnh:

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (2)

Có lẽ khía cạnh hấp dẫn nhất của cả hai

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (3)

4. Áo tàng hình ánh sáng khả kiến

Vị trí thứ tư trong danh sách của chúng

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (4)

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (5)

Ảnh đẹp vật lí trong năm 2010

Công tắc ánh sáng dạng đĩa và cột.

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (6)

Phía bên kia của Mặt trăng. (Ảnh:

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (7)

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (8)

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (9)

Sắt hòa trộn trong nhân

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (10)

Lỗ sụp khổng lồ ở Guatemala. (Ảnh: Chính

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (11)

Đường dòng lượn quanh một tập

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (12)

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (13)

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (14)

Trái đất khác?

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (15)

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (16)

Năm sau còn là kỉ niệm 25 năm khám phá

Thuyết lượng tử lại vượt qua một kiểm tra

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (18)

Từ bỏ tính định xứ cho thực tại

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (19)

Ánh sáng xoắn

‘Một kết quả mang tính triết học’

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (20)

Đột phá dựa trên sillicon

Mới đây, Dane McCamey ở Đại học Utah,

Trước đây các nhà nghiên cứu cũng đã cố

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (21)

Tìm thấy bằng chứng đầu tiên của đa vũ trụ

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (22)

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (23)

đề, các mẫu chứa một lượng không đáng kể

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (24)

NASA theo dõi các cơn bão di chuyển trên

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (25)

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (26)

Cổng tàng hình

Huanyang Chen làm việc tại đại học

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (27)

LHC có thể hoãn lịch đóng cửa nâng cấp để

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (28)

Mặc dù các va chạm của Tevatron, ở mức

Bản tin Vật lý tháng 1/2011 – http://www.thuvienvatly.com (29)

Mặc dù những đốm lữa li ti này xuất hiện