Bản Tin Vật Lý tháng 11 - 2010 - Vinh danh giải Nobel

WWW.THUVIENVATLY.
COM
Bản Tin Vật Lý
© Thư Viện Vật Lý

www.thuvienvatly.com
banquantri@thuviemvatly.com
Tháng 11 năm 2010
Nội dung: Trần Nghiêm – trannghiem@thuvienvatly.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
Graphene giành giải Nobel Vật lí 2010 ........................................................................... 1

Tủ lạnh nhỏ nhất thế giới ............................................................................................. 4
Trung Quốc phóng tàu thám hiểm mặt trăng thứ hai ..................................................... 6
Tách li, thu giữ và chụp ảnh từng nguyên tử Rubidium 85 .............................................. 8
Gió mặt trời có mang năng lượng đến cho Trái đất? ..................................................... 10
Tàu cao tốc vũ trụ giăng buồm trong không gian ......................................................... 11
Nhà vật lí đạt giải Nobel 2010 từng là một sinh viên ‘loại B’ .......................................... 13
Chế tạo thành công một họ tinh thể lỏng mới .............................................................. 14
Lần đầu tiên các nhà khoa học tạo ra được chất lỏng siêu chảy không ma sát ............... 16
Vật chất tối có tạo nên các ngôi sao lạ? ...................................................................... 17
Phát hiện có nước trên một tiểu hành tinh thứ hai ....................................................... 19
Hubble phát hiện vũ trụ sơ khai bị quá nhiệt ............................................................... 20
Phát hiện một hành tinh ngoài hệ mặt trời cỡ trái đất .................................................. 22
Graphene giúp nâng cấp phương pháp tán xạ Raman tăng cường bề mặt ..................... 23
Vén màn bí mật của sự sinh tơ ................................................................................... 25
Va chạm với tiểu hành tinh gây phá hủy tầng ozone .................................................... 26
Khí cầu Nam Cực phát hiện ra các tia vũ trụ lạ ............................................................ 28
Lần đầu tiên quan sát thấy trực tiếp một electron phóng thích khỏi nguyên tử .............. 29
Cấu trúc khổng lồ đầu tiên của vũ trụ ......................................................................... 30
Phonon chui hầm qua chân không .............................................................................. 32
Hỗn hợp ánh sáng và vật chất đầu tiên ....................................................................... 33
Phát hiện pulsar bí ẩn với sức mạnh tiềm ẩn ............................................................... 34
Lần đầu tiên quan sát thấy sự chào đời của các hạt nano ............................................. 35
Nghiên cứu ‘sự nhiễu’ trong dải ruy băng graphene ..................................................... 37
Làm thế nào ‘cân’ một ngôi sao từ vệ tinh của nó? ...................................................... 38
Benoît Mandelbrot: Cha đẻ của hình học fractal qua đời ............................................... 39
Phỏng vấn nhà tiên phong lượng tử Anton Zeilinger ..................................................... 40
Trong tự nhiên, số 1 luôn chiếm ưu thế ...................................................................... 43
Phát hiện một vùng ấm áp, kì lạ trên một hành tinh ngoại ........................................... 45
Lần đầu tiên chụp ảnh trực tiếp các đơn cực từ ........................................................... 47
Các nguyên tử nặng sắp va chạm tại LHC .................................................................... 49
Phát hiện thiên hà xa xôi nhất từ trước đến nay .......................................................... 50
Bức xạ Hawking trong phòng thí nghiệm ..................................................................... 52
Tinh thể lỏng chảy thành dòng ................................................................................... 54
Nghiên cứu mới nhất về graphene có thể dẫn tới các cải tiến cho tai nghe bluetooth và các
dụng cụ khác ............................................................................................................. 56
Phát hiện các chất khí bất ngờ tại các rìa hố va chạm trên Mặt trăng ............................ 57
Thí nghiệm nhà bếp mô phỏng các lỗ trắng ................................................................. 58
Vĩnh biệt máy hát Walkman sau hơn 30 năm thịnh hành .............................................. 59
Nước Mĩ phê chuẩn dự án điện mặt trời lớn nhất thế giới ............................................. 60
LED trên đầu ngón tay ............................................................................................... 61
Đèn xanh cho đài thiên văn neutrino của Ấn Độ .......................................................... 63
Chất cách điện tô pô có thể giúp xác định các hằng số cơ bản ...................................... 64
Bạn có muốn lên sao Hỏa nhưng mãi mãi không về nữa? ............................................. 65
Ánh sáng siêu chảy là có thể ...................................................................................... 67
Xúc tiến xây dựng hệ SI mới ....................................................................................... 69
Du lịch vũ trụ có thể có tác động lớn đối với khí hậu .................................................... 70
Hướng tới hiểu rõ hơn về graphene lớp đôi ................................................................. 72
Từ con số không trở thành anh hùng:

Những ý tưởng không tưởng làm chuyển biến thế giới
73
Graphene giành giải Nobel Vật lí 2010
Giải Nobel Vật lí 2010 đã được trao
"Cho những thí nghiệm mang tính đột phá về chất liệu graphene hai chiều"
Vinh danh nhà vật lý Andre Geim và Konstantin Novoselov
Andre Geim Konstantin Novoselov
Sinh năm: 1958, Sochi, Nga Sinh năm: 1974, Nizhny Tagil, Nga
Nơi làm việc hiện nay: Đại học Manchester, Nơi làm việc hiện nay: Đại học Manchester,
Manchester, Vương quốc Anh Manchester, Vương quốc Anh
Ẩn sau Giải thưởng Nobel Vật lý của năm nay là một đồng. Là một chất dẫn nhiệt, nó dẫn nhiệt tốt hơn
lớp bong mỏng của carbon thông thường, lớp này chỉ mọi chất liệu đã biết khác. Nó hầu như hoàn toàn
dày một nguyên tử. Andre Geim và Konstantin trong suốt. Carbon, cơ sở của mọi dạng sống đã biết
Novoselov đã chứng tỏ rằng carbon ở một dạng phẳng trên trái đất, một lần nữa khiến chúng ta thật bất ngờ.
như vậy có các tính chất ngoại hạng phát sinh từ thế
giới lượng tử vốn kì dị nhưng đầy bí ẩn. Geim và Novoselov đã trích ra graphene từ một
miếng graphite, chất liệu tìm thấy trong các thỏi bút
Graphene là một dạng carbon. Là một chất liệu hoàn chì thông thường. Sử dụng băng dính kiểu bình
toàn mới – nó không những mỏng nhất mà còn bền thường, họ đã thu được lớp carbon bong ra với bề dày
nhất nữa. Là một chất dẫn điện, nó dẫn điện tốt như chỉ một nguyên tử. Kì công này được thực hiện vào
Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 1

thời điểm khi mà nhiều người tin rằng những chất liệu Khi pha trộn với plastic, graphene có thể biến chúng
kết tinh mỏng như vậy không thể nào bền được. thành chất dẫn điện, đồng thời làm cho chúng chịu
nhiệt tốt hơn và bền về mặt cơ học. Tính chất này có
Tuy nhiên, với graphene, các nhà vật lí ngày nay có thể khai thác trong những chất liệu siêu bền mới, đồng
thể nghiên cứu một họ mới của các chất liệu hai chiều thời là những chất liệu nhẹ, mỏng và dẻo. Trong tương
với những tính chất độc nhất vô nhị. Graphene làm lai, các vệ tinh, máy bay, và xe hơi có thể được sản
cho các thí nghiệm có thể thực hiện được, mang lại xuất từ những chất liệu composite mới như thế.
những bước ngoặc mới cho các hiện tượng trong
ngành vật lí lượng tử. Ngoài ra, còn có vô số ứng dụng Hai nhà khoa học thắng giải Nobel đã làm việc chung
có thể triển khai trong thực tế như việc chế tạo các với nhau trong một thời gian dài cho đến lúc này.
chất liệu mới và sản xuất các thiết bị điện tử tân tiến. Konstantin Novoselov, 36 tuổi, lần đầu tiên làm việc
Transistor graphene được dự đoán về căn bản hoạt cùng Andre Geim, 51 tuổi, với tư cách là nghiên cứu
động nhanh hơn các transistor silicon hiện nay và sinh tiến sĩ ở Hà Lan. Sau đó, ông đã theo Geim đến
mang lại những chiếc máy vi tính hiệu quả hơn. Anh. Cả hai người ban đầu học tập và khởi nghiệp với
vai trò nhà vật lí ở Nga. Hiện nay, cả hai đều là giáo
Vì nó trong suốt và là chất dẫn tốt, nên graphene thích sư tại trường Đại học Manchester.
hợp cho việc sản xuất các màn hình cảm ứng trong
suốt, các tấm phát sáng, và có lẽ cả tế bào quang điện. Nguồn: NobelPrize.Org
Graphene - Chất liệu phẳng nhất thế giới

Giải Nobel Vật lí năm nay được trao cho Andre Geim và Konstantin Novoselov, cả hai đều là nhà vật lí gốc Nga
hiện đang làm việc tại trường Đại học Manchester ở Vương quốc Anh, cho khám phá của họ về graphene.
chất liệu bền nhất từng được biết tới, bền hơn thép
khoảng 100 lần. Vì một tấm graphene chỉ dày một
nguyên tử, cho nên nó còn trong suốt, và do đó, có thể
giữ vai trò nhất định trong sự phát triển của công nghệ
hiển thị điện tử trong tương lai.
Một số đặc điểm hấp dẫn nhất của chất liệu này, nhìn
từ quan điểm của các ứng dụng tương lai, phải kể đến
các tính chất điện của nó. Dòng điện chảy nhanh qua
graphene mà không bị thất thoát bao nhiêu năng
lượng. Đặc điểm này, cùng với thực tế là nó tương đối
dễ chế tạo, biến graphene thành một ứng cử viên để
thay thế hoặc cải tiến các mạch tích hợp có đầy trong
các máy vi tính của chúng ta ngày nay. Mạch điện tử
này thường được chế tạo trên những miếng silicon
chạm khắc nhỏ xíu chứa hàng tỉ transistor, mỗi
transistor có thể tác dụng như một công tắc, lần lượt, ở
vị trí ON hoặc OFF, có thể đặt là 0 hoặc 1 trong lôgic
nhị phân mà các máy tính sử dụng để lưu trữ và xử lí
thông tin. Các chip graphene có thể rẻ hơn, nhanh hơn,
và dễ chế tạo hơn các chip silicon.
Graphene là một kiểu tấm cấu tạo từ các nguyên tử cacbon liên
Một thứ đang làm chậm việc sử dụng graphene trong
kết với nhau theo kiểu hình lục giác tuần hoàn. Về cơ bản, nó là
chất liệu hai chiều đầu tiên từng được chế tạo. ngành điện tử là vì nó là một chất dẫn điện quá tốt. Để
hoạt động như một công tắc, một transistor cần phải
Việc là mảnh vật chất mỏng nhất thế giới chỉ là một tắt và mở thật nhanh. Các chất bán dẫn thường được
trong nhiều tính năng đặc sắc của graphene. Nó còn là sử dụng trong transistor, do bản chất của chúng, có
tính chất lưng chừng giữa dẫn điện và không dẫn điện.

Nghĩa là, bằng cách đưa vào một tín hiệu rất bé, chúng Geim và Novoselov nay đã được công nhận bởi giải
có thể cho phép một dòng điện đi qua (chỉ vị trí ON), thưởng danh giá này cho việc có ý tưởng thật sự chế
hoặc không cho dòng điện đi qua (vị trí OFF). tạo được graphene theo một cách đơn giản và cho sự
Graphene tinh khiết, chủ yếu là một chất dẫn điện tốt, phát triển các hiện tượng ật lí đẹp đẽ dựa trên chất liệu
không thể bật mở và tắt. Tuy nhiên, Geim và nhiều này”.
nhà khoa học khác tin rằng graphene có thể biến tính
để giải quyết vấn đề này. Nhà vua Thụy Điển sẽ trao giải thưởng cho Geim và
Novoselov trong một buổi lễ tổ chức ở Stockholm vào
Một khám phá thực tế tháng 12 tới.
Geim và Novoselov, cùng các đồng nghiệp của họ, đã Nói thêm ngoài lề một chút, với việc công bố giải
khám phá ra graphene bằng một phương pháp rất thưởng vinh quang của năm nay, Andre Geim đã trở
khiêm tốn. Họ lấy một miếng băng dính và dán nó lên thành một trong số ít nhà khoa học có cả hai giải
một miếng graphite, chất liệu dùng làm ruột bút chì. thưởng: Giải Nobel và giải Ig-Nobel. Ig-Nobel là một
Băng dính làm tróc ra những mảng cacbon dày nhiều loại giải thưởng Nobel ngược; chúng được trao một
lớp. Nhưng bằng cách dùng đi dùng lại miếng băng phần để cho vui và một phần để khiến người ta suy
dính, các mảng cacbon ngày một mỏng hơn có thể nghĩ. Geim đã giành một giải Ig-Nobel hồi năm 2000
được bóc ra, trong đó có một số mảng cuối cùng chỉ cho việc nâng các chú ếch lên bằng từ trường. Công
dày có một lớp. Các ảnh chụp hiển vi đã xác nhận cái trình này không có gì ma quái, mà chỉ hơi lạ một chút.
mắt người không thể nhìn thấy.
Trong khi đó, Geim và các nhà nghiên cứu khác kì
Graphene đôi khi được sánh với các ống nano cacbon, vọng tìm được nhiều ứng dụng khác cho graphene.
về cơ bản là những miếng graphene cuộn lại thành Ngoài công dụng trong việc chế tạo các chất liệu hay
hình ống hút. Cả hai đều là chất dẫn nhiệt và dẫn điện trong điện tử học, graphene còn có thể là cơ sở cho
rất tốt. Cả hai đều khá bền. các bộ cảm biến hóa chất và cho các máy phát ra ánh
sáng trong ngưỡng terahertz. Loại bức xạ này, với tần
"Graphene là nền tảng cơ sở của mọi cấu trúc nano số khoảng một nghìn tỉ chu trình mỗi giây, là thứ khó
cacbon, bao gồm ống nano cacbon, fullerene, và vân tạo ra. Nó có thể là quan trọng, là một công cụ ghi ảnh
vân, và nó đã trở thành chén thánh đối với cộng đồng mới vì cơ thể con người trong suốt ở tần số này, khiến
nghiên cứu trong nhiều năm qua”, phát biểu của cho loại sóng ánh sáng này có ích cho ngành an ninh
Mildred Dresselhaus, một nhà vật lí tại Viện Công hoặc cho các máy quét y khoa.
nghệ Massachusetts và là một chuyên gia về những
dạng thức khác nhau này của cacbon. “Thật tuyệt là Nguồn: PhysOrg.com

Các qubit đông lạnh
Tủ lạnh nhỏ nhất thế giới
Mẫu Bristol có ba dạng, một trong số đó gồm ba bit
lượng tử, hay qubit, các hạt chỉ có thể tồn tại trong hai
trạng thái khả dĩ. Hai trong những qubit này tạo thành
tủ lạnh, còn qubit thứ ba là đối tượng được làm lạnh.
Các nhà nghiên cứu thiết lập hệ sao cho năng lượng
kết hợp của các trạng thái kích thích của một trong các
qubit từ tủ lạnh và qubit được làm lạnh, nói thí dụ
qubit một và ba, bằng với năng lượng kết hợp của
trạng thái kích thích của qubit hai. Với 1 biểu diễn một
trạng thái kích thích của qubit và 0 là trạng thái cơ bản
của nó, điều này có nghĩa là các trạng thái hệ 101 và
Biểu đồ các mức năng lượng và tương tác của tủ lạnh Bristol ba 010 có năng lượng như nhau.
qubit. (Ảnh: APS)
Cơ học lượng tử phát biểu rằng nếu tất cả các qubit ở
Đối với đa số mọi người, tủ lạnh là ngăn đựng đầu nhiệt độ bằng nhau, thì các trạng thái hệ này sẽ có xác
thức ăn và nước uống đông lạnh – nhưng nay một suất tồn tại bằng nhau, nói cách khác hệ sẽ liên tục đảo
nhóm nghiên cứu ở Anh vừa chứng minh rằng người lật giữa trạng thái một và trạng thái kia, trải qua những
ta có thể chế tạo ra một cái tủ lạnh, chỉ sử dụng hai hạt lượng thời gian như nhau cho cả hai. Tuy nhiên, việc
lượng tử (hay thậm chí một hạt thôi) để làm lạnh một làm lạnh qubit số ba, nghĩa là kéo nó từ trạng thái 1
hạt lượng tử khác. Họ tin rằng một dụng cụ như vậy xuống trạng thái 0, hay nói cách khác, phân cực hệ sao
có thể khai thác trong ngành công nghệ nano và những cho nó trải qua thời gian ở trạng thái 010 nhiều hơn
phiên bản của nó thậm chí có thể đã tồn tại trong tự trải qua ở trạng thái 101. Theo các nhà nghiên cứu,
nhiên. yêu cầu này có thể thực hiện bằng cách cho qubit một
tiếp xúc với một nguồn nóng, trong khi qubit hai tiếp
Các nhà vật lí đã chế tạo ra các tủ lạnh, sử dụng chỉ xúc với một nguồn âm ấm và qubit ba thì tiếp xúc với
một vài nguyên tử. Tuy nhiên, để làm như vậy, họ sử một nguồn lạnh. Theo cách này, qubit một sẽ buộc
dụng một nguồn năng lượng ngoài, thí dụ như một phải tồn tại ở năng lượng cao của nó, nghĩa là ở trạng
chùm laser, để điều khiển sự làm lạnh. Điều này tương thái 1, đưa hệ vào trạng thái 101. Khi đó, hệ có khả
đương với cái xảy ra bên trong một chiếc tủ lạnh gia năng lật đảo từ 101 sang 010 lớn hơn sự đảo ngược
dụng được điều khiển bằng một động cơ điện – cả hai lại, do đó làm lạnh qubit thứ ba đến một nhiệt độ thấp
cơ cấu đều phản ánh yêu cầu cơ ban của định luật thứ hơn nguồn nhiệt của nó.
hai của nhiệt động lực học rằng cần có năng lượng để
truyền nhiệt từ một vật nóng sang một vật nguội hơn. Hai mẫu thiết kế kia còn nhỏ hơn nữa, mặc dù có chút
khó hình dung hơn. Một mẫu sử dụng một qubit và
Nhưng nhà toán học Noah Linden và các nhà vật lí một qutrit, một hạt lượng tử chỉ có thể tồn tại trong ba
Sandu Popescu và Paul Skrzypczyk ở trường Đại học trạng thái khả dĩ. Còn nhỏ hơn nữa là khả năng thứ ba
Bristol thì chọn một cách tiếp cận khác. Thay vì cố – chỉ độc có một qutrit. Mẫu này xây dựng trên cơ sở
gắng đi tìm một phương pháp thực tiễn nhằm chế tạo là ba trạng thái của qutrit có sự phân bố không gian
một chiếc tủ lạnh vi mô, họ nhắm đến mục tiêu chỉ rõ khác nhau, nghĩa là trên nguyên tắc chúng có thể cho
xem một cái tủ lạnh có thể nhỏ đến mức nào trên lí tiếp xúc với ba nguồn nhiệt khác nhau. “Chúng tôi tin
thuyết. Họ làm điều này bằng cách chỉ ra làm thế nào đây là hệ khả dĩ nhỏ nhất có thể gọi là tủ lạnh”, Linden
loại bỏ nguồn năng lượng vĩ mô bên ngoài và thay vào nói.
đó sử dụng ba nguồn nhiệt, thay cho hai nguồn. Như
Popescu giải thích, một cái tủ lạnh gia dụng có thể Những ứng dụng thực tiễn
xem là có hai nguồn nhiệt (một nguồn lạnh bên trong
và một nguồn ấm bên ngoài) cộng với một động cơ, Mặc dù công trình của họ mang tính lí thuyết thuần
nhưng nó còn có thể mô tả theo ba nguồn nhiệt, với túy, nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng một cái tủ lạnh
nguồn thứ hai, nguồn nóng, đã và đang được sử dụng xây dựng trên mẫu thiết kế thứ nhất của họ trên thực tế
ở nhà máy điện sản xuất ra điện năng. có thể chế tạo mà không quá khó khăn – có lẽ bằng

cách sử dụng ba ion khác nhau giữ trong các trường 1009.0865), các dụng cụ lượng tử của họ có thể đạt tới
điện từ. Họ cho biết một cái tủ lạnh như vậy có thể hiệu suất Carnot – hiệu suất cao nhất có thể có của bất
dùng để làm lạnh các bộ phận của các dụng cụ công kì máy nhiệt nào.
nghệ nano như các dụng cụ bên trong máy tính lượng
tử trong tương lai, và họ cho rằng tự nhiên có lẽ cũng Günter Mahler ở trường Đại học Stuttgard thì tin rằng
đã sử dụng công nghệ này rồi. Thí dụ, việc làm lạnh công trình của các nhà nghiên cứu Bristol sẽ kích thích
các enzyme sẽ làm giảm tốc độ mà những phản ứng “có thêm thảo luận và nghiên cứu khác”. Ông mô tả
hóa học nhất định xảy ra, và do đó làm điều hòa các nó là một mảng nghiên cứu lí thuyết đầy hấp dẫn,
quá trình xảy ra bên trong cơ thể. nhưng ông không biết nó có dễ triển khai thành những
dụng cụ thực tế hay không. Đặc biệt, ông cho biết,
Đội Bristol nhận thấy tủ lạnh của họ có thể làm lạnh nhưng nguồn nhiệt khác nhau sẽ phải giữ tách biệt
tùy ý đến gần không độ tuyệt đối, nhưng họ không biết nhau để tránh sự rò rỉ nhiệt không mong muốn.
nó có kém hiệu quả hơn các dụng cụ vĩ mô hay không, “Nhưng chúng ta đều biết, yêu cầu này sẽ đòi hỏi sự
nói cách khác, chẳng biết điều kiện phải sử dụng rất tách li không gian”, ông nói, “điều đó hơi phản tác
hạn chế một số trạng thái lượng tử có gây bất lợi cho dụng đối với các dụng cụ nano tương lai vốn cần định
mẫu thiết kế của họ hay không. Nhưng họ không nhận xứ hóa”.
thấy đây là vấn đề gì nghiêm tọng. Như họ báo cáo
trong một bài báo khác chưa công bố (arXiv: Nguồn: physicsworld.com

Nó sẽ quay tròn xung quanh mặt trăng ở cự li 100 km,
Trung Quốc phóng tàu thám hiểm trước khi hạ xuống quỹ đạo cách bề mặt chị Hằng 15
mặt trăng thứ hai km.
Ngày 01/10 vừa qua, Trung Quốc đã kỉ niệm 61 năm
giải phóng đất nước với việc phóng phi thuyền mặt Trung tâm điều khiển tuyên bố vụ phóng đã thành
trăng thứ hai của mình – bước tiếp theo trong chương công, sau khi các tấm pin mặt trời của phi thuyền đã
trình đầy tham vọng của họ nhằm vươn tới trở thành mở ra và vệ tinh bắt đầu sử dụng năng lượng mặt trời
quốc gia thứ hai trên thế giới đưa người lên mặt trăng. là nguồn cấp điện.
Chương trình Hằng Nga, đặt tên theo vị thần mặt trăng
của người Trung Quốc, được xem là một nỗ lực nhằm
đưa chương trình thám hiểm vũ trụ của Trung Quốc
sánh ngang với Mĩ và Nga.
Phi thuyền mặt trăng đầu tiên, phóng lên vào tháng 10
năm 2007, đã bay trong quỹ đạo trong 16 tháng.
Bắc Kinh hi vọng mang một mẫu đá mặt trăng về trái

đất vào năm 2017, với một sứ mệnh có người lái đã
được phác thảo đâu đó khoảng năm 2020.
Ngày phóng phi thuyền là ngày quốc khánh của Trung

Quốc, ngày ghi dấu ấn lịch sử bởi tuyên ngôn của Mao
Tên lửa Trường Chinh 3C mang theo Hằng Nga 2, phi thuyền sắp Trạch Đông thiết lập chế độ Cộng hòa nhân dân vào
bay vào quỹ đạo cách mặt trăng 15 km, đã rời bệ phóng ở trung năm 1949.
tâm Xichang thuộc tỉnh miền tây nam Tứ Xuyên.
Niên biểu chương trình vũ trụ của Trung Quốc
Đài truyền hình trung ương Trung Quốc đã chiếu đi
những hình ảnh của tên lửa lao vút vào bầu trời đêm – 1956: Trung Quốc, khi ấy còn là một xã hội nông
một vài giây sau khi cất cánh – trước khi chuyển cảnh nghiệp bần hàn, thành lập Viện nghiên cứu Tên lửa và
sang bên trong trung tâm phóng và các mô hình điện Đạn đạo đầu tiên.
toán của hoạt động bay của tên lửa.
1960: Trung Quốc phát triển tên lửa đầu tiên của
Phi thuyền không người lái này sẽ tiến hành nhiều thử mình, do bởi các nhà khoa học Nga hỗ trợ, đánh dấu
nghiệm đa dạng trong khoảng thời gian sáu tháng sự khởi đầu của một loạt tên lửa, tất cả đều mang tên
nhằm chuẩn bị cho việc phóng như trông đợi vào năm CZ (Changzheng – Trường Chinh).
2013 của Hằng Nga 3, phi thuyền mà phía Trung
Quốc hi vọng sẽ là phi thuyền không người lái đầu 1970: Ngày 24 tháng 4, Trung Quốc trở thành nước
tiên của họ hạ cánh lên mặt trăng. thứ năm trên thế giới gửi một vệ tinh vào quỹ đạo, khi
DFH-1 được phóng lên không gian trên một tên lửa
“Hằng Nga 2 đặt nền tảng cho sự hạ cánh mềm lên Trường Chinh.
mặt trăng và khảo sát thêm không gian vũ trụ bên
ngoài”, hãng Tân Hoa Xã chính thức trích dẫn phát 1992: Khi Trung Quốc đưa ra chuyến bay vũ trụ có
biểu của nhà thiết kế chính của dự án tàu quỹ đạo mặt người lái là mục tiêu trung đến dài hạn của mình,
trăng của Trung Quốc, Wu Weiren. “Nó chuyển động Quốc vụ viện đã phê chuẩn “dự án 921”, dự án bí mật
nhanh hơn và gần mặt trăng hơn, và nó sẽ chụp được như các dự án trước đó, và sau này được gọi là dự án
những hình ảnh rõ ràng”. Shenzhou.
Con tàu đã đi vào quỹ đạo xuyên mặt trăng của nó một 1995: Chương trình vũ trụ của Trung Quốc chịu tổn
cách thành công. Sẽ mất 5 ngày cho Hằng Nga 2 đi tới thất khi một tên lửa CZ-2E phát nổ trong khi cất cánh
quỹ đạo mặt trăng của nó. ở Tứ Xuyên, làm 6 người thiệt mạng.

1999: Phi thuyền Shenzhou đầu tiên được phóng lên Yang Liwei. Ông trở về sau 21 giờ và 14 vòng quay
hôm 20 tháng 11 trên một tên lửa CZ-2F và quay trở xung quanh trái đất.
về trái đất sau 14 vòng quỹ đạo. Nó mang theo vài kg
mẫu sinh vật. 2007: Trung Quốc phóng Hằng Nga 1, phi thuyền mặt
trăng đầu tiên của mình, phi thuyền bay xung quanh
2002: Shenzhou III được phóng lên hôm 25 tháng 3, mặt trăng và chụp những hình ảnh phân giải cao của
với sự chứng kiến của chủ tịch Giang Trạch Dân. bề mặt chị Hằng.
Ngày 1 tháng 4, sau khi bay vòng quanh trái đất 108
vòng, phi thuyền đã quay trở về trái đất. 2008: Zhai Zhigang thực hiện thành công chuyến đi
bộ vũ trụ đầu tiên của Trung Quốc.
Ngày 29 tháng 12, Shenzhou IV được đưa vào quỹ
đạo, và trở về trái đất hôm 4 tháng 1. Cũng trong 2010: Ngày 1 tháng 10, Trung Quốc phóng Hằng Nga
tháng đó, Trung Quốc tuyên bố chương trình vũ trụ có 2, phi thuyền mặt trăng thứ hai của mình.
người lái đầy tham vọng của mình.
Nguồn: AFP, PhysOrg.com
2003: Ngày 15 tháng 10, Shenzhou V bay vào quỹ
đạo, mang người Trung Quốc đầu tiên bay vào vũ trụ,

Sau đó, các nhà nghiên cứu chứng tỏ họ có thể tạo ra
Tách li, thu giữ và chụp ảnh từng một cách xác thực và nhất quán từng nguyên tử bị bẫy
nguyên tử Rubidium 85 – một bước tiến quan trọng hướng đến việc sử dụng
các nguyên tử để xây dựng các máy tính lôgic lượng
Trong một đột phá vật lí quan trọng, các nhà khoa học
tử cực nhanh, thế hệ tiếp theo, chúng khai thác uy lực
tại trường Đại học Otago đã phát triển một kĩ thuật
của các nguyên tử để thực hiện các tác vụ xử lí thông
tách li và thu giữ một nguyên tử trung hòa đang
tin phức tạp.
chuyển động nhanh – và còn nhìn thấy và chụp ảnh
nguyên tử này lần đầu tiên.
Tiến sĩ Andersen cho biết, không giống như các máy
tính gốc silicon thông thường thực hiện mỗi lần một
tác vụ, các máy tính lượng tử có tiềm năng thực hiện
vô số phép tính dài dòng và khó khăn một cách đồng
thời; chúng còn có tiềm năng bẻ khóa các mã bí mật
thường tỏ ra quá phức tạp.
“Phương pháp của chúng tôi mang lại một cách tạo ra
những nguyên tử cần thiết đó để chế tạo loại máy tính
này, và hiện nay đã có thể đưa hàng chục nguyên tử bị
giữ lại hoặc bị bẫy mỗi lúc”.
“Bạn cần có một bộ 30 nguyên tử nếu bạn muốn chế

tạo một máy tính lượng tử có khả năng thực hiện
những công việc nhất định tốt hơn các máy tính hiện
có, cho nên đây là một bước tiến lớn hướng đến thực
hiện yêu cầu đó một cách thành công”, ông nói.
“Giấc mơ của các nhà khoa học trong thế kỉ qua là

nhìn vào thế giới lượng tử và phát triển công nghệ ở
cấp độ nhỏ nhất đó – tức cấp độ nguyên tử. Cái chúng
tôi thực hiện đã làm chuyển dịch tiền tuyến của cái các
nhà khoa học có thể làm và mang lại cho chúng ta sự
điều khiển chắc chắn của những viên gạch cấu trúc
nhỏ nhất trong thế giới của chúng ta”, tiến sĩ Andersen
nói.
Công trình nghiên cứu này công bố trên tạp chí khoa
Sự bẫy nguyên tử rubidium 85 là kết quả của một dự án nghiên cứu 3
năm do Quỹ Nghiên cứu, Khoa học và Công nghệ tài trợ, và đã thúc đẩy
học Nature Physics.
niềm đam mê trên khắp thế giới đối với nền khoa học mới sẽ phát sinh từ
đột phá trên. Tiến sĩ Andersen cho biết trong vòng ba tuần thí
nghiệm đầu tiên bẫy thành công nguyên tử rubidium,
Một đội gồm bốn nhà nghiên cứu ở Khoa vật lí thuộc các thí nghiệm mới trước đây không nghĩ là có thể đã
trường Đại học Otago, đứng đầu là tiến sĩ Mikkel F. được triển khai.
Andersen, đã sử dụng một công nghệ làm lạnh bằng
laser để làm chậm đi đến mức kịch tính một nhóm Bước tiếp theo là thử và tạo ra một “trạng thái vướng
nguyên tử rubidium 85. Sau đó, họ sử dụng một chùm víu” giữa các nguyên tử, một loại cộng hưởng nguyên
laser, hay “nhíp quang học”, để tách li và giữ một tử tồn tại xuyên khoảng cách.
nguyên tử - tại đó có thể được chụp ảnh qua một kính
hiển vi. “Chúng ta cần tạo ra sự truyền thông tin giữa các
nguyên tử trong đó chúng có thể cảm nhận lẫn nhau,
sao cho khi chúng ở xa nhau chúng vẫn bị vướng víu

và không quên nhau bất kể khoảng cách xa bao nhiêu. Không giống như các ion, các nguyên tử trung hòa
Đây là tính chất mà một máy tính lượng tử sử dụng để như nguyên tử ribidium 85 rất khó trói buộc vì không
thực hiện các tác vụ một cách đồng thời”, tiến sĩ thể nào giữ chúng bằng điện trường. Trong thời gian
Andersen nói. gần đây, chỉ có hai loại nguyên tử trung hòa khác được
các nhà khoa học trên thế giới nhìn thấy và chụp ảnh:
Một nguyên tử thì nhỏ đến mức 10 tỉ nguyên tử sắp nguyên tử rubidium 87 và nguyên tử caesium 133.
liên tiếp thẳng hàng mới tạo thành một chiều dài 1 m.
Các nguyên tử thường chuyển động ở tốc độ của âm Nguồn: PhysOrg.com
thanh, khiến chúng rất khó thao tác.

Thách thức thật sự là làm thế nào đưa năng lượng đó
Gió mặt trời có mang năng lượng về Trái đất để cấp điện cho hành tinh chúng ta. Một ý
đến cho Trái đất? tưởng là sử dụng một chùm laser tập trung gửi năng
lượng đó về Trái đất. Thật không may, giữa vệ tinh và
Khi chúng ta nỗ lực đi tìm các nguồn năng lượng thay
mục tiêu trái đất của nó là khoảng cách hàng triệu km,
thế, một số nhà nghiên cứu tiếp tục khảo sát cái chúng
khiến cho chùm laser không dễ gì về tới hành tinh
ta xem là tối hậu trong lĩnh vực năng lượng hồi phục –
chúng ta mà không bị phân tán và thất thoát năng
đó là mặt trời. Tuy nhiên, trên trái đất, việc sản xuất
lượng.
các tấm mặt trời hiệu quả vẫn là một thách thức.
Trong khi các tế bào mặt trời có hiệu suất ngày càng
Trong khi với công nghệ hiện nay, người ta có thể chế
tăng, và trong khi những tiến bộ mới đã được triển
tạo và triển khai các cánh buồm mặt trời, nhưng việc
khai trong công nghệ năng lượng mặt trời trên trái đất,
định hướng chùm năng lượng khai thác từ gió mặt trời
thì vẫn có một số người quan tâm đến việc khai thác
sẽ mất ít nhiều thời gian hơn để nghiên cứu tiến đến
năng lượng mặt trời ở nơi gần nguồn phát hơn một
khả thi. Cho đến lúc này, chúng ta sẽ vẫn phải sử dụng
chút – đó là khai thác năng lượng từ gió mặt trời.
các tế bào mặt trời trên Trái đất thôi.
Gió mặt trời là dòng các hạt tích điện lao ra từ tầng
Nguồn: PhysOrg.com
trên khí quyển của mặt trời. Chúng chuyển động ra
ngoài, tiến về phía Trái đất và các hành tinh còn lại, và
mang lại tiềm năng cấp điện cho toàn bộ Trái đất, theo
lời của một số nhà nghiên cứu. Và, mặc dù chúng ta
thường xem gió mặt trời là “gió”, nhưng nó sẽ không
cung cấp năng lượng theo kiểu chúng ta thấy ở các
tuabin gió hoạt động trên mặt đất. Thay vì thế, năng
lượng từ gió mặt trời sẽ được thu gom bằng một cánh
buồm khổng lồ triển khai trong không gian, giữa mặt
trời và Trái đất.
Một đề xuất đã được nêu ra bởi các nhà khoa học tại
trường Đại học Bang Washington. Tờ Discovery
News tường thuật triển vọng của cánh buồm mặt trời
khổng lồ - và tiềm năng của nó như sau:
Theo tính toán của đội nghiên cứu, 300 m dây đồng,
Ảnh minh họa: plus.maths.org
gắn với một máy thu rộng 2 m và một cánh buồm 10
m, sẽ phát điện đủ dùng cho 1000 hộ gia đình.
Một vệ tinh với một dây cáp 1000 m và một cánh

buồm rộng 8400 km, đặt tại quỹ đạo như trên, sẽ phát
ra một tỉ tỉ gigawatt điện năng.

truyền thông tin phải chậm lại để đảm bảo cho các
Tàu cao tốc vũ trụ giăng buồm anten trên Trái đất có thể chặn được dữ liệu.
trong không gian
Lấy thí dụ, theo lời Joël Poncy thuộc Trung tâm
Các kĩ sư tại Trung tâm Vũ trụ Thales Alenia ở Pháp Thales, một tấm bản đồ phân giải cao trọn vẹn của vệ
cho biết người ta có thể tính được thời gian cần thiết tinh Europa của Mộc tinh hay vệ tinh Titan của Thổ
để truyền dữ liệu liên hành tinh trở về Trái đất bằng tinh sẽ cần khoảng 10-20 terabyte dữ liệu. Tuy nhiên,
cách sử dụng một phi thuyền đẩy đi bằng bức xạ mặt dữ liệu không thể nào truyền qua đường vô tuyến
trời. Những con tàu cao tốc dữ liệu này, trên nguyên nhanh hơn khoảng 1 gigabyte mỗi ngày, cho nên thời
tắc, có thể thoi đưa liên tục giữa Trái đất và các hành gian truyền lượng dữ liệu đó sẽ mất khoảng nửa thế
tinh nhóm ngoài, mang về những lượng lớn dữ liệu mà kỉ! Các đường truyền quang học tiên tiến hơn sẽ nhanh
hàng thập kỉ trước đây chỉ có thể thực hiện với sự hơn một chút, có lẽ mất khoảng 20 năm để hoàn thành
truyền thông tin vô tuyến truyền thống. bức thông điệp trên.
Giăng buồm trong gió photon
Poncy cùng các đồng nghiệp tại Thales đã nghiên cứu

một lựa chọn khác – đó là các tàu cao tốc dữ liệu.
Những phi thuyền này sẽ sử dụng các “cánh buồm”
nhẹ cân, cỡ lớn, được đẩy đi bằng áp suất rất nhỏ
nhưng liên tục của các photon do Mặt trời phát ra. Với
các dụng cụ lái gắn trên tàu, những con tàu cao tốc
này có thể đi khắp hệ mặt trời, nên chúng đi qua gần
phi thuyền kiểu thường đang quay xung quanh các
hành tinh hay vệ tinh ở xa, tải dữ liệu từ phi thuyền
sang bộ nhớ flash gắn trên tàu bằng một chùm laser,
và rồi thực hiện một chuyến bay ngang qua Trái đất,
khi đó, một lần nữa lại sử dụng laser, chúng tải dữ liệu
xuống một trạm mặt đất.
Khi đi qua trong cự li cách phi thuyền đang bay trên

quỹ đạo hoặc cách Trái đất vài chục nghìn km, thì độ
phân kì của chùm laser sẽ đủ nhỏ để đảm bảo có một
tốc độ truyền dữ liệu nhanh – lên tớp 1 gigabyte trên
giây – và sự truyền dữ liệu, do đó, chỉ bị hạn chế bởi
thời gian cần thiết cho con tàu cao tốc đi từ vật thể
hành tinh trở về Trái đất.
Phát biểu trước các đại biểu tại Hội nghị Khoa học
Hành tinh châu Âu ở Rome mới đây, Poncy cho biết
Ảnh minh họa tàu cao tốc của Trung tâm Vũ trụ Thales Alenia ông cùng các đồng nghiệp của mình đã chứng minh
(Ảnh: Trung tâm Vũ trụ Thales Alenia) tính khả thi của các tàu cao tốc dữ liệu bằng cách thực
hiện các phép tính cơ học quỹ đạo. Ông cho biết họ đã
Các vệ tinh nghiên cứu các vật thể hành tinh tương đối tính ra được một con tàu cao tốc dữ liệu có thể đi tới
gần, thí dụ như Mặt trăng và Hỏa tinh, có thể truyền Europa, sau khi gia tốc bằng vài lần bay qua gần Mặt
dữ liệu trở về Trái đất khá nhanh chóng thông qua trời, trong thời gian khoảng sáu năm, và sau đó mất
đường truyền vô tuyến. Tuy nhiên, các sứ mệnh quan khoảng ba năm để đưa nó vào quỹ đạo thích hợp có
sát những hành tinh ở xa hơn gặp phải khó khăn vì sự thể thực hiện một chuyến bay ngang qua Trái đất. Như
tắt dần 1/r2 ở sóng vô tuyến truyền đi những khoảng ông trình bày, con số ba năm đó đúng là hợp lí hơn
cách xa này, khiến cho tín hiệu yếu đi đến mức sự nếu so với chừng 50 năm thực hiện bằng công nghệ vô

tuyến hiện nay. Trên nguyên tắc, con tàu cao tốc đó có không gian và làm thế nào chế tạo phi thuyền có thể
thể thực hiện nhiều chu kì tải dữ liệu lên và xuống, điều khiển dễ dàng để chúng có thể tiếp cận các tàu
mỗi lần đến thăm một tàu quỹ đạo hành tinh khác quỹ đạo hành tinh nhưng đi tới đó mà không cần động
nhau. cơ đẩy.
Cần có vải buồm bền Việc phát triển các tàu cao tốc dữ liệu có khả năng mất
khoảng 20 năm và chi phí từ 100 triệu đến 200 triệu
Cơ quan Vũ trụ Nhật Bản hiện nay đã có một phi bảng Anh. Poncy cho biết sự ủng hộ của chính phủ sẽ
thuyền đẩy đi bằng cánh buồm mặt trời, gọi là là thiết yếu; mặc dù công ti của ông đã có kiến nghị
IKAROS, lái về hướng Kim tinh. Tuy nhiên, theo xin tài trợ của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA). Phát
Poncy, một vài rào cản kĩ thuật cần phải được vượt biểu với physicsworld.com, giám đốc khoa học và
qua để làm cho các cánh buồm mặt trời thích hợp cho thám hiểm rô bôt của ESA, David Southwood, đã mô
tàu cao tốc dữ liệu. Đó là sự phát triển một chất liệu tỉ tả các con tàu cao tốc dữ liệu là “một khái niệm hấp
trọng nhỏ nhưng bền vững để chế tạo cánh buồm – dẫn”, nhưng nó là một khái niệm “cho ngày mốt chứ
một khả năng là mạng lưới dệt từ ống nano cacbon. không phải ngày mai”.
Trong số những thách thức khác là làm thế nào bung
dù những cánh buồm khổng lồ 150 x 150 m trong Nguồn: physicsworld.com

bị ‘tổn thất’ chút đỉnh bởi vài điểm B cho môn kinh tế
Nhà vật lí đạt giải Nobel 2010 từng chính trị Mác xít và môn tiếng Anh.
là một sinh viên ‘loại B’ Sau khi tốt nghiệp, Geim đã đầu quân cho một trường
Konstantin Novoselov, nhà vật lí gốc Nga, một trong đại học Moscow khác chuyên đề kĩ thuật và vật lí, và
hai nhà khoa học đạt giải Nobel vật lí năm nữa, đã ông đã làm việc với vai trò nhà chế tạo máy tại một
phải vật lộn với việc học môn vật lí khi ông còn là xưởng sản xuất các thiết bị điện trong thời gian tám
sinh viên ở trường đại học. Ông đã từng nhận không ít tháng.
điểm B khi còn đi học, trường đại học của ông cho Trong thời kì Liên Xô, người thầy giáo trung học cũ
giới truyền thông biết như vậy vào hôm qua. của ông từng phát biểu với tờ báo lá cải Tvoi Den rằng
Trường Đại học Vật lí và Công nghệ Moscow (MFTI) gốc gác Đức của Geim sẽ khiến ông khó được nhận
đã đăng trên website của họ những tấm thiếp báo cáo vào một trường đại học hàng đầu.
về Novoselov, người giành giải Nobel vật lí năm nay “Cha của anh ta là người Đức”, Olga Peshkova, 72
khi mới ở tuổi 36, cùng với đối tác nghiên cứu của ông, tuổi, người thầy giáo vẫn giảng dạy ở thành phố
Andre Geim. Nalchil thuộc vùng Bắc Caucasus thuộc Kabardino-
Các bài tường thuật cho thấy ông đã nhận không ít Balkaria, phát biểu với tờ báo trên.
điểm B cho các bài kiểm tra vật lí lí thuyết và vật lí “Anh ta cho biết sau hai năm nghiên cứu vất vả và
ứng dụng của mình khi còn đi học trong các năm từ muốn được tuyển dụng, chỉ sau này anh ta mới hiểu
1991 đến 1994. rằng vấn đề là do ‘lí lịch’ của anh ta mà thôi”.
Ông cũng không giỏi về giáo dục thể chất – một môn Trong các tài liệu do MFTI công bố, Geim tự xem
học bắt buộc tại các trường đại học Nga – với khá mình là “người Đức” trong thực tiễn thời kì ấy, khi mà
nhiều điểm B. Và trong khi hiện nay ông sinh sống ở mọi người phải tự ‘phân loại’ mình là thuộc dân tộc
nước Anh, nhưng ông đã từng một lần lấy chứng chỉ C nào trong các loại giấy tờ chính thống.
tiếng Anh.
Nước Nga có một cộng đồng thiểu số người Đức, đa
Trường đại học trên còn tiết lộ các tài liệu về người số họ ngày nay đã di cư sang nước khác. Trong thời kì
đạt giải còn lại của giải thưởng vật lí năm nay, Geim. Liên Xô, những người Đức đó đã bị lưu đày đến vùng
Ông này cũng học từ trường đại học này ra, từ năm Siberia và Trung Á và bị phân biệt đối xử trong giáo
1976 đến 1982. Sự nghiệp hàn lâm rực rỡ của ông chỉ dục và trong công việc.
Nguồn: AFP

Có tiềm năng thương mại
Chế tạo thành công một họ tinh Vanderbilt đã đăng kí bằng sáng chế cho họ chất liệu
thể lỏng mới mới trên. Một số công ti sản xuất tinh thể lỏng cho các
Các nhà hóa học tại trường Đại học Vanderbilt vừa ứng dụng thương mại đã thể hiện sự quan tâm và hiện
chế tạo ra một họ tinh thể lỏng mới có những tính chất đang thẩm định nghiên cứu.
điện độc đáo có thể cải thiện hiệu năng của các màn “Các tinh thể lỏng của chúng tôi có các tính chất cơ
hiển thị kĩ thuật số dùng trong mọi thiết bị từ đồng hồ bản khiến chúng thích hợp cho những ứng dụng thực
đeo tay kĩ thuật số cho đến ti vi màn ảnh phẳng. tế, nhưng chúng phải được thử nghiệm độ bền, thời
gian sống, và các đặc điểm tương tự trước khi chúng
có thể được dùng trong các sản phẩm thương mại”,
Kaszynski nói.
Nếu việc thử nghiệm thương mại thành công, thì họ
tinh thể lỏng mới trên sẽ góp mặt thêm vào họ hàng
các hợp chất phân tử phức tạp dùng trong công nghệ
hiển thị tinh thể lỏng. Những hỗn hợp này kết hợp
những loại tinh thể lỏng khác nhau và các chất phụ gia
khác dùng để tinh chỉnh các đặc điểm của chúng, bao
gồm độ nhớt, ngưỡng nhiệt độ, các tính chất quang
học, các tính chất điện và độ bền hóa học. Có hàng tá
mẫu khác nhau cho các màn hiển thị tinh thể lỏng và
Các màng mỏng tinh thể lỏng tạo ra những vân ảnh thật đẹp. Vân
mỗi mẫu đòi hỏi một hỗn hợp hơi khác nhau một chút.
ảnh này được tạo ra bởi một trong những tinh thể lỏng thuộc họ Tầm quan trọng khoa học
hàng mới. Chúng tạo thành một trong những dạng tinh thể lỏng
phổ biến nhất, gọi là pha nematic. Từ nematic có nguồn gốc Hi Tinh thể lỏng mới phát hiện trên không những quan
Lạp nghĩa là sợi, vì chúng chứa những khiếm khuyết dạng sợi trọng về mặt thương mại mà chúng còn có tầm quan
mảnh. Ảnh: phòng thí nghiệm Kaszynski. trọng khoa học.
Thành tựu trên, là kết quả của hơn 5 năm nỗ lực, được Kể từ năm 1888, khi chúng được phát hiện ra, các nhà
giáo sư hóa học Piotr Kaszynski và nghiên cứu sinh khoa học đã khám phá hơn 100.000 hợp chất tự nhiên
Bryan Ringstrand mô tả trong hai bài báo đăng trực và tổng hợp có một trạng thái tinh thể lỏng. Họ đã xác
tuyến ngày 24/9 và 28/9 trên tạp chí Journal of định một trong những điều kiện tiên quyết cho một
Materials Chemistry. trạng thái như vậy là phân tử đó phải có hình dạng
“Chúng tôi đã tạo ra được những tinh thể lỏng có một kiểu que hoặc kiểu đĩa. Một yêu cầu thứ hai là nó phải
lưỡng cực điện chưa từng thấy, hơn hai lần lưỡng cực gồm cả những phần rắn và dẻo. Cần có một sự cân
của các tinh thể lỏng hiện có”, Kaszynski nói. bằng mong manh của hai yếu tố hoặc hai lực đối nhau
để tạo ra một vật liệu lưng chừng giữa một tinh thể và
Các lưỡng cực được tạo ra trong các phân tử bằng
một chất lỏng. Tuy nhiên, có rất nhiều điều về trạng
cách tách li các điện tích dương và âm. Điện tích càng
thái lạ thường này cho đến nay các nhà khoa học vẫn
lớn thì khoảng cách giữa chúng càng lớn, và lưỡng
chưa hiểu rõ.
cực điện do chúng tạo ra càng lớn.
Thí dụ, các nhà khoa học vẫn đang cố gắng xác định
Trong tinh thể lỏng, lưỡng cực điện xuất hiện cùng với
tác dụng mà lưỡng cực điện của một tinh thể lỏng có
điện áp ngưỡng: điện áp tối thiểu tại đó tinh thể lỏng
trên nhiệt độ tại đso nó trở thành một chất lỏng bình
hoạt động. Các lưỡng cực cao hơn cho phép các điện
thường. Sự nhất trí hiện nay là việc tăng độ lớn của
áp ngưỡng thấp hơn. Ngoài ra, lưỡng cực là một yếu
lưỡng cực thường làm tăng nhiệt độ chuyển tiếp của
tố quan trọng trong việc bật chuyển tinh thể lỏng giữa
nó. Cách thức loại tinh thể lỏng mới được tổng hợp đã
các trạng thái sáng và tối nhanh như thế nào. Ở một
cho phép Kaszynski và Ringstrand kiểm tra lí thuyết
điện áp cho trước, các tinh thể lỏng có lưỡng cực cao
này bằng cách tạo ra các cặp tinh thể lỏng có hình
hơn bật chuyển nhanh hơn các tinh thể lỏng có lưỡng
dạng giống nhau nhưng có các lưỡng cực khác nhau
cực thấp hơn.
và tiến hành đo nhiệt độ chuyển tiếp của chúng. Họ

nhận thấy những khác biệt cấu trúc tinh vi đó có tác điện dương. Kaszynski lần đầu tiên có ý tưởng chế tạo
động lên nhiệt độ chuyển tiếp lớn hơn nhiều so với các tinh thể lỏng zwitterionic là cách đây 17 năm trước,
biến thiên độ lớn của lưỡng cực điện. khi ông lần đầu tiên đặt chân đến Vanderbilt. Tuy
nhiên, một cơ sở hóa học thiết yếu để làm như vậy là
Cấu trúc “zwitterionic” độc đáo
còn thiếu. Mãi cho đến năm 2002 khi các nhà hóa học
Cái đặc trưng cho họ tinh thể lỏng mới là cấu trúc người Đức phát hiện ra quy trình hóa học đó thì các
"zwitterionic" của nó. Zwitterion là những hợp chất nhà nghiên cứu Vanderbilt mới thành công trong nỗ
hóa học có điện tích toàn phần bằng không nhưng lực này.
chứa các nhóm tích điện dương và âm. Tinh thể lỏng
Nguồn: Đại học Vanderbilt, PhysOrg.com
mới phát triển có chứa một zwitterion cấu tạo gồm
một phần vô cơ tích điện âm và một phần hữu cơ tích

Quốc gia Canada ở Ottawa cùng các đồng nghiệp đã
Lần đầu tiên các nhà khoa học tạo ra chuyển hướng sang hydrogen, phân tử tồn tại dưới
được chất lỏng siêu chảy không ma dạng các cặp nguyên tử. Đội nghiên cứu đã tạo ra một
sát hỗn hợp nén gồm hydrogen và khí carbon dioxide và
ép nó vào một cái vòi ở tốc độ siêu thanh. Một khi
Đông cho chúng đủ lạnh và một số nguyên tử sẽ leo được phóng thích, các phân tử phân tán ra, nguội đi và
lên thành bình hoặc vẫn đứng yên trong khi bình đựng tự sắp xếp lại sao cho mỗi phân tử CO2 nằm tại chính
chúng đang quay tròn, nhờ một hiệu ứng lượng tử gọi giữa của một đám gồm tới 20 phân tử hydrogen.
là sự siêu chảy. Giờ thì các phân tử đã có chỗ tham gia
vào cuộc chơi khoa học và công nghệ. Để kiểm tra sự siêu chảy, đội nghiên cứu đã chiếu một
laser hồng ngoại vào các đám ở bước sóng mà CO2,
Sự siêu chảy là một hệ quả kì lạ của cơ học lượng tử. chứ không phải hydrogen, có khả năng hấp thụ. Xung
Làm lạnh các nguyên tử helium đến gần không độ laser này chỉ làm cho các phân tử CO2 dao động. Dưới
tuyệt đối thì chúng bắt đầu hành xử giống như một đối điều kiện bình thường, chuyển động này sẽ chậm đi do
tượng lượng tử đơn lẻ hơn là một nhóm gồm những sự ma sát giữa các phân tử CO2 đang chuyển động và
nguyên tử riêng lẻ. Ở nhiệt độ này, sự ma sát thường hydrogen xung quanh. Nhưng các nhà nghiên cứu
xuất hiện giữa các nguyên tử, và giữa các nguyên tử nhận thấy đối với các đám gồm 12 phân tử hydrogen,
và những đối tượng khác, tan biến mất, tạo ra cái gọi hydrogen không cản trở chuyển động của CO2.
là sự siêu chảy.
Họ kết luận rằng những đám hydrogen này 85% là ở
trạng thái siêu chảy (Physical Review Letters, DOI:
10.1103/PhysRevLett.105.133401).
Vì hydrogen là nguyên tố thứ hai duy nhất được biết

tạo ra sự siêu chảy, nên McKellar nói thí nghiệm trên
có thể hữu ích cho việc làm sáng tỏ các đặc điểm
chung của sự siêu chảy.
Các phân tử siêu chảy còn có thể dùng làm “tủ lạnh
nano”, thực thể bao xung quanh và làm lạnh từng phân
tử protein. Các nguyên tử helium siêu chảy đã được sử
dụng cho mục đích này nhưng, không giống như các
nguyên tử, các phân tử có thể uốn cong và duỗi thẳng,
mang lại những phương pháp mới để thao tác với các
Một số chất lỏng không có ma sát (Ảnh: Don Farral/Getty)
protein làm lạnh.
Để khảo sát xem các phân tử có thể siêu chảy hay
không, Robert McKellar thuộc Trung tâm Nghiên cứu Nguồn: New Scientist

Vật chất tối có tạo nên các ngôi sao lạ?
Minh họa một sao neutron và một sao quark lạ thể hiện kích cỡ tương đối và các quark thành phần. (Ảnh: CXC/M Weiss)
Năng lượng cần thiết để biến đổi một sao neutron giải phóng các quark up và down bị giam cầm bên
thành cái gọi là một sao lạ có thể phát sinh từ các hạt trong các neutron. Một số trong những quark này khi
vật chất tối đang phân hủy. Đó là kết luận của một đó sẽ tự nhiên biến đổi thành quark lạ, tạo ra một vùng
nghiên cứu mới của các nhà vật lí ở Tây Ban Nha, vật chất lạ gọi là một strangelet. Nếu, như đã được giả
Anh và Mĩ, họ đề xuất rằng cơ chế biến đổi này có thể thuyết hóa, vật chất lạ thật ra bền hơn vật chất hạt
là một phương thức tốt để đặt ra một giới hạn dưới lên nhân thông thường, thì nó sẽ tồn tại ở một năng lượng
khối lượng của các hạt nặng tương tác yếu (WIMP), thấp hơn. Năng lượng dôi dư giải phóng bởi sự biến
một ứng cử viên hàng đầu cho vật chất tối. đổi vật chất thông thường thành vật chất lạ khi đó sẽ
làm phóng thích thêm nhiều quark up và quark down
Một khi nhiên liệu hạt nhân của chúng đã đốt hết, các nữa, dẫn tới sự hình thành nhiều strangelet hơn.
ngôi sao dưới một khối lượng nhất định sẽ co lại thành
sao neutron. Những vật thể hết sức đậm đặc này chứa Kết quả là một quá trình phi mã có khả năng biến đổi
hầu như toàn neutron, sự co lại do hấp dẫn buộc các toàn bộ một ngôi sao neutron thành vật chất lạ trong
proton và electron phải hợp nhất lại. Tuy nhiên, người vòng một giây hoặc chưa tới một giây. “Sao neutron là
ta cho rằng, với một số nguồn năng lượng bổ sung cho giả bền, giống như một người đứng trên mép núi vậy”,
trước, các sao neutron có thể biến đổi thành các sao lạ, giải thích của Joseph Silk ở trường đại học Oxford,
những vật thể gồm toàn vật chất lạ - một món súp gồm một thành viên trong nhóm nghiên cứu. “Giống hệt
các quark lên (up), down (xuống) và lạ (strange). một cú đá nhẹ có thể đẩy một người rời khỏi mép đá
và rơi xuống vực núi, chỉ một chút năng lượng nhỏ là
Ý tưởng là việc bổ sung thêm năng lượng này cho một đủ để biến đổi một sao neutron thành một sao lạ”.
thể tích có giới hạn nhất định của sao neutron sẽ làm

Vật chất lạ có tồn tại không? Với việc tìm kiếm trực tiếp, trên mặt đất có thể hạ
xuống khoảng 50 GeV, Silk cho biết cách tiếp cận mới
Trong khi không có bằng chứng rõ ràng nào là vật này có thể cung cấp một sự bổ sung hữu ích cho các
chất lạ thật sự tồn tại, thì việc quan sát những xung tia thí nghiệm hiện có. Ông cho biết lí thuyết không
gamma cực ngắn nhưng cực sáng từ vũ trụ đến đề xuất nghiêng về một khối lượng WIMP từ 4 đến 50 GeV
sự tồn tại của các ngôi sao lạ. Các nhà nghiên cứu đã nhưng một con số khoảng 10 GeV đã được đề xuất bởi
đề xuất rằng năng lượng khổng lồ cần thiết để tạo ra các kết quả gây tranh luận gần đây, thu từ các máy dò
một vụ bùng phát tia gamma có thể đến từ sự hình đặt trên mặt đất.
thành của một lỗ đen, nhưng số lượng lớn các hạt vật
chất bình thường ở xung quanh một lỗ đen có thể hấp Đội nghiên cứu khẳng định hai hướng quan sát có thể
thụ phần lớn năng lượng đó. Tuy nhiên, sự biến đổi ủng hộ cho giả thuyết của họ và, từ đó, giúp đặt ra một
của một sao neutron thành sao lạ có thể cung cấp năng giới hạn mới lên khối lượng của các hạt WIMP. Một
lượng cần thiết nhưng không cần đến vật chất bao hướng quan sát là đo khối lượng và bán kính của một
xung quanh. ngôi sao lạ, thu được bằng cách nghiên cứu bức xạ của
các pulsar, và so sánh những giá trị này với tiên đoán
Tuy nhiên, vẫn còn câu hỏi là ngôi sao neutron lấy đưa ra bởi mô hình của họ và tiên đoán của các mô
năng lượng kích thích ban đầu của nó từ đâu ra. Một hình khác nữa. Bằng chứng cũng có thể thu được bằng
số người cho rằng đơn giản là nó đến từ năng lượng cách tạo ra và sau đó đo các strangelet tại Máy Va
của sự co lại hay từ những tia vũ trụ năng lượng rất chạm Ion Nặng Tương đối tính ở Mĩ hoặc tại Máy Va
cao va chạm với ngôi sao đó. Tuy nhiên, Silk cho biết chạm Hadron Lớn ở phòng thí nghiệm CERN, gần
cơ chế thứ nhất đòi hỏi các sao neutron phải có một Geneva.
khối lượng tối thiểu và ông khẳng định rằng cơ chế
thứ hai thì mơ hồ vì, theo ông, nó sẽ không có khả Paolo Gondolo thuộc trường Đại học Utah ở Mĩ tin
năng đổ dồn năng lượng vào chính giữa của ngôi sao, rằng cơ chế mới trên là hợp lí, nhưng ông nghi ngờ là
đó là nơi cần có năng lượng để kích hoạt phản ứng dây không biết nó có thể dùng trong tìm kiếm vật chất tối
chuyền. hay không. “Cho dù một ngôi sao lạ có được phát hiện
ra chăng nữa, thì cũng khó mà nói nó có được hình
Thay vào đó, Silk, Angeles Perez-Garciai ở trường thành bởi sự phân hủy vật chất tối hay không”, ông
Đại học Salamanca và Jirina Stone ở trường Đại học nói.
Tennessee, đã tính được rằng các hạt WIMP đang
phân hủy, vốn có thể tích tụ tại tâm của các ngôi sao, Sự ủng hộ thận trọng cho cơ chế vật chất tối cũng có
có thể cung cấp năng lượng này. Nếu được xác nhận, từ phía Dejan Stojkovic thuộc trường Đại học Bang
thì cơ chế đó sẽ mang lại một giới hạn dưới mới, độc New York ở Buffalo. Ông nói quá trình này “có thể
lập, cho khối lượng của một hạt WIMP. Giá trị này hiện thực hóa trong tự nhiên”. Nhưng ông giữ quan
xấp xỉ 4 GeV, bằng một nửa năng lượng tối thiểu mà điểm rằng tính bền vững của ngôi sao lạ trong kịch
bộ ba tính được là cần thiết để kích hoạt sự biến đổi bản này cần phải nghiên cứu. “Nếu sự phân hủy
sao neutron theo phương thức này (với mỗi WIMP WIMP quá nhanh hoặc quá chậm, thì ngôi sao có thể
cung cấp một nửa khối lượng-năng lượng trong mỗi va không bao giờ đạt tới sự cân bằng nhiệt động lực học”,
chạm). ông nói.
Phương pháp mới tìm các kiếm các hạt WMIP Nguồn: physicsworld.com

phát biểu của giáo sư Humberto Campins tại Đại học
Phát hiện có nước trên một tiểu Trung Florida. “Và nó ủng hộ lí thuyết cho rằng các
hành tinh thứ hai tiểu hành tinh có lẽ đã va chạm với Trái đất và mang
đến cho hành tinh của chúng ta nước và những viên
Băng nước trên các tiểu hành tinh có lẽ phổ biến hơn
gạch cấu trúc của sự sống hình thành và phát triển ở
người ta trông đợi, theo một nghiên cứu mới công bố
đây”.
hôm 7/10 tại cuộc họp lớn nhất thế giới của các nhà
hành tinh học.
Campins trình bày các kết quả của đội trong Hội nghị
Hành tinh học thường niên lần thứ 42 ở Pasadena,
California, tổ chức vào hôm 8/10.
Tiểu hành tinh 65 Cybele hơi lớn hơn tiểu hành tinh
24 Themis – đối tượng của bài báo đầu tiên của đội.
Cybele có đường kính 290 km. Themis có đường kính
200 km. Cả hai nằm trong cùng một vùng thuộc vành
đai tiểu hành tinh giữa Hỏa tinh và Mộc tinh.
Bài báo tường thuật kết quả mới này của họ sẽ được
đăng trên tạp chí châu Âu "Astronomy and
Astrophysics."
Ảnh: Gabriel Pérez, Instituto de Astrofisica de
Canarias, Tây Ban Nha Campins là một chuyên gia về tiểu hành tinh và sao
chổi. Ông đã thu hút sự chú ý với bài báo công bố trên
Hai đội nghiên cứu đã làm mưa gió trên các tờ báo ở tạp chí Nature trình bày bằng chứng đầu tiên của nước
Mĩ hồi tháng 4 rồi với việc trưng bày bằng chứng đầu đóng băng và các phân tử hữu cơ trên tiểu hành tinh
tiên của nước đóng băng và các phân tử hữu cơ trên 24 Themis. Ông còn làm việc trong vài sứ mệnh khoa
một tiểu hành tinh nay lại phát hiện thấy tiểu hành tinh học với NASA và Cơ quan Vũ trụ châu Âu.
65 Cybele cũng có chứa nước.
Nguồn: Đại học Trung Florida, Physorg.com
“Khám phá này cho thấy vùng này của hệ mặt trời của
chúng ta chứa nhiều nước hơn người ta lường trước”,

Hubble của NASA để khảo sát vũ trụ xa xôi, không
Hubble phát hiện vũ trụ sơ khai bị nhìn thấy.
quá nhiệt
Sử dụng Máy quang phổ Nguồn gốc Vũ trụ (COS)
Nếu bạn nghĩ sự ấm lên toàn cầu là tồi tệ, thì 11 tỉ năm
mới lắp đặt, họ đã nhận ra một thời kì, từ 11,7 đến
trước đây, toàn bộ vũ trụ chịu một sự ấm lên rộng
11,3 tỉ năm trước đây, khi vũ trụ tước electron ra khỏi
khắp, còn tồi tệ hơn nhiều.
các nguyên tử helium nguyên thủy – một quá trình gọi
là sự ion hóa. Quá trình này làm nóng chất khí giữa
các sao và ngăn không cho nó co lại do hấp dẫn để tạo
ra những thế hệ sao mới ở một số thiên hà nhỏ. Những
thiên hà khối lượng nhỏ nhất thậm chí còn không thể
giữ được chất khí của chúng, và nó thoát trở ra vào
không gian giữa các sao.
Michael Shull thuộc trường Đại học Colorado và đội

của ông có thể tìm ra các vạch phổ hấp thụ helium
trong ánh sáng tử ngoại phát ra từ một quasar – nhân
sáng rỡ của một thiên hà hoạt động. Ngọn hải đăng
quasar tỏa sáng qua các đám mây khí trên đường đi,
nếu không thì không thể nhìn thấy, giống như ngọn
đèn hải đăng tỏa sáng trong sương mù. Chùm tia đó
cho phép khảo sát mẫu-nhân của các đám mây khí
nằm giữa các thiên hà trong vũ trụ sơ khai.
Vũ trụ đã trải qua một làn sóng nhiệt ban đầu cách đây
hơn 13 tỉ năm trước khi năng lượng từ những ngôi sao
khối lượng lớn sơ khai làm ion hóa hydrogen lạnh lẽo
giữa các sao do Big Bang để lại. Thời kì này thật ra
được gọi là thời kì ion hóa trở lại vì ban đầu các hạt
nhân hydrogen ở trong một trạng thái ion hóa, không
bao lâu sau Big Bang.
Nhưng Hubble tìm thấy mất khoảng 2 tỉ năm nữa thì

vũ trụ mới tạo ra các nguồn bức xạ tử ngoại với năng
lượng đủ để làm xáo trộn và làm ion hóa trở lại helium
nguyên thủy cũng sinh ra trong Big Bang.
Bức xạ này không do các ngôi sao phát ra, mà từ các

quasar. Thật ra, thời kì khi helium đang bị ion hóa trở
lại tương ứng với một thời khắc ngắn ngủi trong lịch
Biểu đồ thể hiện sự phát triển của vũ trụ từ Big Bang cho đến sử của vũ trụ khi các quasar là dồi dào nhất.
hiện nay. Ảnh: NASA, ESA, và A. Feild (STScI)
Vũ trụ khi đó ồn ào trở lại. Các thiên hà thường xuyên
Hệ quả là những xung bức xạ dữ dội phát ra từ những va chạm, và các lỗ đen siêu khối tại tâm của các thiên
lỗ đen háu đói làm ức chế sự phát triển của một số hà nuốt chửng lấy chất khí đang rơi vào. Các lỗ đen
thiên hà nhỏ trong 500 triệu năm. hung hăng biến đổi một phần năng lượng hấp dẫn của
khối lượng này thành bức xạ tử ngoại xa cường độ
Đây là kết luận của một đội gồm các nhà thiên văn sử mạnh làm các thiên hà bùng cháy. Kết quả là helium
dụng những khả năng mới của Kính thiên văn vũ trụ giữa các sao bị hâm nóng từ 18 000 độ Fahrenheit lên
gần 40 000 độ. Sau khi helium bị ion hóa trở lại trong

vũ trụ, chất khí giữa các sao một lần nữa lại lạnh đi và COS đã có kế hoạch sử dụng Hubble để nhìn vào
các thiên hà lùn có thể lấy lại vị thế bình thường. “Tôi những hướng khác để xem sự ion hóa trở lại helium có
hình dung các thiên hà lùn có thể hình thành nhiều hơn xảy ra đồng đều trong khắp vũ trụ hay không.
một chút nếu như sự ion hóa trở lại helium đã không
xảy ra”, Shull nói. Nguồn: ESA/Trung tâm Thông tin Hubble,
Physorg.com
Cho đến nay, Shull và đội của ông chỉ có một hướng
nhìn để đo sự chuyển tiếp helium, nhưng đội khoa học

tinh kiểu địa cầu trong những vùng ở được. Kể từ khi
Phát hiện một hành tinh ngoài hệ phóng lên, nó đã săm soi hơn 150.000 ngôi sao, tìm
mặt trời cỡ trái đất kiếm những dấu hiệu lu mờ đi cho thấy một hành tinh
đã đi ngang qua phía trước ngôi sao (sự đi qua), do đó
Đến nay, có hơn 490 hành tinh ngoài hệ mặt trời đã
chặn mất một phần ánh sáng sao không đến được Trái
được xác nhận. Phần lớn là những hành tinh khí khổng
đất. Tất nhiên, có nhiều hiệu ứng khác có thể đồng
lồ giống như Mộc tinh, nhưng chúng kì lạ hơn nhiều vì
thời làm lu mờ ánh sáng của một ngôi sao, thí dụ như
nhiều hành tinh quay gần ngôi sao của chúng và nóng
các vết đen. Ngoài ra, việc mô phỏng các tính chất của
hơn Mộc tinh rất nhiều (một số còn quay quanh ngôi
hành tinh (khối lượng, bán kính quỹ đạo) thật phức tạp
sao của chúng ở gần hơn cự li từ Thủy tinh đến Mặt
bởi sự có mặt của nhiều hành tinh, và khi nào thì một
trời).
hành tinh là có khả năng cao hơn những yếu tố khác.
Tuy nhiên, cho đến nay, các nỗ lực dò tìm và mô
phỏng đã đơm hoa kết trái, mặc dù không có đội khoa
học nào, đội Kepler hay bất kì đội nào khác, báo cáo
đã tìm thấy một hành tinh giống trái đất.
Tuy nhiên, việc săn lùng những trái đất khác đang tiến
triển tốt đẹp. Viết trên số ra mới nhất của tạp chí
Science, một đội gồm 12 nhà thiên văn CfA, đứng đầu
là Matt Holman, cùng với một nhóm đông đảo đồng
nghiệp, tường thuật việc sử dụng kính thiên văn
Kepler khám phá ra một hành tinh ngoài hệ mặt trời
cỡ trái đất. Họ đã phân tích thận trọng chuyển động
quỹ đạo của hai hành tinh ngoài hệ mặt trời cỡ Thổ
tinh nằm trong một hệ gọi là Kepler-9, và nhận thấy
bằng cách tính toán kĩ lưỡng chuyển động của chúng,
họ có thể trừ ra các tác dụng của chúng để săn tìm
những sự lu mờ đi còn nhỏ hơn nữa, nhỏ bằng 0,02%
cường độ ánh sáng sao.
Ảnh minh họa hệ hành tinh ngoài hệ mặt trời quay xung quanh Họ tường thuật việc tìm ra một hành tinh có kích cỡ
ngôi sao Kepler-9. Các nhà thiên văn đã phát hiện ra một hành chỉ khoảng 1,5 bán kính trái đất, khiến nó là một trong
tinh cỡ trái đất trong hệ này. Ảnh: NASA, Kepler, T. Pyle những hành tinh ngoài hệ mặt trời nhỏ nhất từng được
Dữ liệu mới có tính cách mạng đối với các nhà thiên biết đến. Tuy nhiên, hành tinh này quay một vòng
văn đang cố gắng tìm hiểu hệ mặt trời và các hành tinh xung quanh ngôi sao của nó (một “năm” của nó) chỉ
của nó đã phát triển như thế nào, nay với hàng trăm mất 1,5924 ngày, vì thế nó ở rất gần ngôi sao của nó,
mẫu để mà phân tích thay vì chỉ một mẫu (hành tinh nóng và hoàn toàn không giống trái đất. Tuy nhiên, nó
của chúng ta). Khi các kĩ thuật tìm kiếm được cải tiến tiêu biểu cho một bước phát triển quan trọng hướng
và trau chuốt, các nhà khoa học sục sạo tìm các hành đến tìm kiếm những hành tinh nhỏ. Không giống như
tinh giống trái đất: những hành tinh có khối lượng và những khám phá khác mới đây (như việc khám phá ra
kích cỡ ngang như Trái đất, và nằm cách ngôi sao chủ một hành tinh ở trong vùng ở được, nhưng lớn hơn
của chúng một cự li sao cho nước ở thể lỏng (cái gọi là Trái đất nhiều lần), hành tinh mới này đủ nhỏ để người
“vùng ở được”, vì nước lỏng là thiết yếu cho sự sống ta tăng thêm kì vọng và hứng thú cho việc sớm tìm ra
như trước nay chúng ta biết). những trái đất khác ngoài hệ mặt trời.
Phi thuyền Kepler đã được phóng lên hồi tháng 3/2009 Nguồn: Trung tâm Thiên văn Vật lí Harvard-
để nghiên cứu các hành tinh ngoài hệ mặt trời. Một Smithsonian, PhysOrg.com
trong những mục tiêu chính của nó là dò tìm các hành

các nhà khoa học đã phải vật lộn với việc tìm hiểu cơ
Graphene giúp nâng cấp phương sở vật lí ẩn sau cách thức SERS hoạt động.
pháp tán xạ Raman tăng cường bề
Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát
mặt hiện thấy họ có thể làm tăng cường tương tác giữa ánh
sáng và vật chất bằng cách khai thác các dao động tập
thể của các electron mặt gọi là plasmon mặt. Các
trường ánh sáng được tăng cường khi chúng cộng
hưởng với những plasmon này, dẫn tới SERS và
những kĩ thuật tăng cường bề mặt khác. Thật vậy, các
nhà khoa học đã thành công trong việc tăng cường các
tín hiệu tán xạ Raman lên tới 1014 lần khi các phân tử
nằm trong những “điểm nóng” cấu trúc nano ngẫu
nhiên trên các bề mặt kim loại.
Tuy nhiên, các nhà khoa học không hiểu trọn vẹn
những cấu trúc nano nào gây ra những điểm nóng tốt
nhất hoặc làm thế nào tạo ra các chất SERS có sự tăng
cường đồng đều trên những diện tích lớn. Đây là vì đa
số các hệ SERS đã nghiên cứu trước đây đều dựa trên
các cấu trúc nano ngẫu nhiên, chúng có các tính chất
biến thiên từ thí nghiệm này sang thí nghiệm khác. Sự
không đồng nhất này còn làm cho việc so sánh định
lượng giữa lí thuyết và thí nghiệm tỏ ra khó khăn.
Để khắc phục những vấn đề này, Andrea Ferrari và

các đồng nghiệp tại trường Đại học Cambridge cùng
với các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Manchester
và Đại học Ioannina đã nghiên cứu SERS bằng các
cấu trúc nano kim loại lớn lên trên graphene. Là một
tấm carbon chỉ dày một nguyên tử, graphene được
chọn vì nó cung cấp những bề mặt lớn, đồng đều, và
hầu như không có khiếm khuyết. Hơn nữa, phổ Raman
của graphene đã được người ta biết rõ.
Đội nghiên cứu đã tạo ra những ma trận vuông gồm

các chấm vàng trên graphene với khoảng cách giữa
các chấm là 320 nm. Các chấm dày khoảng 80 nm và
có bán kính 210 nm ở một số ma trận và 140 nm ở
những ma trận khác. Sau đó, các nhà nghiên cứu so
sánh phổ Raman của graphene trần với phổ graphene
có các chấm, và nhận thấy sự tăng cường đáng kể khi
Màu tía, SiO2; màu hơi xanh, graphene; màu vàng, các điện cực có mặt các chấm.
Au và các chấm. (a) Ảnh chụp toàn bộ mẫu; (b, c) các chấm vàng
trên SiO2. (Ảnh: ACS Nano)
Để tìm hiểu tốt hơn vì sao sự tăng cường ấy lại xảy ra,
đội nghiên cứu đã lập mô phỏng hệ của họ bằng cách
Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) là một
xét các chấm kim loại có kích cỡ khác nhau đặt trên
phương pháp mạnh nhận dạng các phân tử ở những
graphene. Sau đó, họ giải hệ phương trình Maxwell
hàm lượng rất thấp – một kĩ thuật tỏ ra rất hữu dụng
cho mỗi mẫu, sử dụng “phương pháp miền thời gian
trong chẩn đoán y khoa, pháp lí, và nhận dạng những
chênh lệch hữu hạn”.
loại thuốc mới. Nhưng bất chấp sự thành công của nó,

Ferrari và các đồng nghiệp đã quan sát thấy sự tăng sự tăng cường còn lớn hơn nữa bằng cách sử dụng các
cường đáng kể của tín hiệu Raman và nhận thấy sự kim loại và các hình dạng chấm khác nhau. “Chúng tôi
tăng cường đó tỉ lệ nghịch với lũy thừa mười của cũng sẽ thực hiện các cấu trúc nano plasmon tính trên
khoảng cách giữa graphene và tâm của hạt nano kim những dụng cụ khác nhau chế tạo từ graphene”,
loại. “Những kết quả này có thể giúp chúng ta hiểu rõ Ferrari tiết lộ.
hơn cơ sở vật lí SERS của các chất liệu 2D”, Ferrari
nói. “Công trình trên cũng chứng tỏ các cấu trúc nano “Chúng tôi đoan chắc rằng nghiên cứu này sẽ trở
plasmon tính có thể tăng cường sự hấp thụ và tán xạ thành một tham khảo quan trọng trong lĩnh vực SERS
ánh sáng từ các chất liệu 2D, như graphene, cái có thể và sẽ kích thích các nghiên cứu tiếp theo”, Andrea
có các ứng dụng trực tiếp cho các bộ dò ánh sáng và Ferrari nói.
các bộ cảm biến quang”.
Nguồn: physicsworld.com
Thừa thắng trên những kết quả này, đội nghiên cứu
hiện sẽ cố gắng tối ưu hóa chất nền SERS để thu được

Trong nghiên cứu này, một đội khoa học, đứng đầu là
Vén màn bí mật của sự sinh tơ Cedric Dicko ở trường Đại học Oxford, lần đầu tiên đã
nghiên cứu sự sản sinh tơ nguyên chất, trích từ trong
những lượng nhỏ lấy từ sâu tằm. Sử dụng một loạt thí
nghiệm tán xạ neutron góc nhỏ tại Viện Laue-
Langevin (ILL), đội khoa học đã có thể miệt mài trên
những mẫu tương đối nhỏ của các phân tử sinh học cỡ
lớn tạo nên tơ.
Đội của Dicko phát hiện thấy các protein có dồi dào
bên trong sâu tằm, với nồng độ lên tới 400 mg/ml.
Thật không may, với nồng độ này, các protein biểu
hiện rất ít tương tác, thay vì thế lại tạo ra một cấu trúc
xoắn ốc đặc với bán kính xoay khoảng 90 nm. Tuy
nhiên, tình huống thay đổi khi các nhà nghiên cứu pha
loãng dung dịch tơ với nước, làm cho các protein mở
nếp đến 130 nm và bắt đầu kết hợp thành những sợi tơ
có trật tự.
Ảnh: Hội Hóa học Hoàng gia
“Đây là một nồng độ cao khác thường để cho các
Các bí ẩn của sức bền phi thường của tơ tằm có thể protein giữ được sự ổn định khuếch tán trong toàn
được hé lộ bởi các thí nghiệm tán xạ neutron đang dung dịch”, Dicko nói. “Lạ lùng hơn, khi nồng độ
được thực hiện ở Pháp. Những kết quả ban đầu cho giảm xuống, các protein bắt đầu giãn ra và chảy đi,
thấy con tằm quay tơ của chúng trong một quá trình có cho đến khi cuối cùng chúng co cụm lại với nhau –
vẻ hoàn toàn trái ngược với cái người ta trông đợi. Ở đây là quá trình ngược với cái chúng tôi trông đợi”.
góc độ gia dụng, các kết quả trên có thể cung cấp một
số gợi ý thực tiễn cho những ai đang phân vân không Kết quả là nước giữ một vai trò quan trọng trong việc
biết giặt giũ các sản phẩm tơ tằm của mình như thế mang lại sức bền cho tơ có những gợi ý cho những ai
nào. đang sở hữu các sản phẩm tơ tằm. “Việc sấy khô tơ có
thể làm thoát hết hơi ẩm và làm yếu sợi vải trong quần
Là một chất liệu tao nhã, nhưng tơ tằm hết sức bền, nó áo bằng tơ tằm, làm cho chúng dễ bị hỏng hơn”, giải
có suất căng có thể sánh với thép – những tính chất kết thích của Phil Callow, một trong các nhà nghiên cứu,
hợp đó khiến tơ tằm là một sản phẩm đáng khao khát. làm việc tại ILL. Tuy nhiên, Callow cho biết nếu như
Nhưng mặc dù đã và đang có mặt trong các sản phẩm ai đó đã phạm sai lầm là sấy khô chiếc áo bằng tơ tằm,
dệt sang trọng trong hàng thế kỉ qua, quá trình tạo tơ thì họ có thể đưa nó trở về điều kiện ban đầu bằng
bên trong cơ thể sâu tằm vẫn còn là cái gì đó bí ẩn, với cách nhẹ nhàng cho nó hút hơi nước.
các nhà khoa học khác nhau đề xuất những lời giải
thích khác nhau. Callow cho biết neutron được dùng để khảo sát tơ tằm
vì chúng có các lợi thế so với những thí nghiệm nhiễu
Một trong những hạn chế thực tế khi nghiên cứu tơ xạ khác, thí dụ như tia X, những thí nghiệm có thể làm
tằm là tại bất kì một thời điểm nào cho trước, mỗi con hỏng mẫu đang nghiên cứu. Ông tiết lộ, Dicko sắp trở
sâu tằm chỉ có những lượng nhỏ tiền protein của tơ lại ILL vào tháng 12 tới để tiếp tục nghiên cứu này,
bên trong cơ thể của nó. Vì thế, mọi chương trình bằng cách khảo sát các tác động của sự biến thiên
khoa học nghiên cứu tơ tằm đòi hỏi phải bảo dưỡng nhiệt độ lên sự sinh tơ.
những số lượng lớn sâu tằm sau khi thận trọng trích ra
các mẫu tơ. Lường trước những khó khăn này, các Nguồn: physicsworld.com
nghiên cứu tơ trước đây đã sử dụng các protein tơ “tái
sinh”, thu được bằng cách phá vỡ kén tằm với hàm
lượng muối cao rồi trộn lẫn các mẫu với nhau.

một tiểu hành tinh đường kính 500 m và một tiểu hành
Va chạm với tiểu hành tinh gây tinh 1 km, cả hai va chạm với đại dương sâu 4 km ở
phá hủy tầng ozone tốc độ 18 km/s. Sử dụng một mô hình vật lí chấn động
3D, họ nhận thấy 4,4 × 1012 kg và 4,2 × 1013 kg nước,
gồm nước lỏng và hơi nước, sẽ bị bắn lên 1000 km
vào khí quyển trong từng trường hợp tương ứng. Sau
đó, họ sử dụng một mô hình độc lập khác để dự báo
tác động của lượng nước này lên cơ chế hóa học và
động lực học của khí quyển, có tính đến các yếu tố
như bức xạ tử ngoại đến, các quá trình cực quang và
sự kéo theo ion.
“Bạn không những làm nước vọt lên, mà là nước biển

vọt lên, chúng có chứa các nguyên tố như chlorine và
bromine. Những nguyên tố này làm cho tầng ozone trở
nên rất hoạt tính và bị phá hủy bởi sự có mặt của
chúng”, Pỉeazzo phát biểu với physicsworld.com.
Mô hình đã chạy mô phỏng vài năm sau cú va chạm

và các kết quả cho thấy sự phá hủy đáng kể, kéo dài,
Tranh minh họa một tiểu hành đang lao xuống cái ngày nay là đối với tầng ozone. Với cú va chạm lớn hơn, đội
vùng đông nam Mexico. Hậu quả của cú va chạm tiểu hành tinh nghiên cứu nhận thấy: sự tiêu hao ozone sẽ đạt tới hơn
khủng khiếp này, xảy ra cách nay chừng 65 triệu năm, là sự tuyệt 70% trong hơn 2 năm ở những vĩ độ trung bình-cao;
chủng của loài khủng long và nhiều loài khác trên Trái đất. sẽ có sự tiêu hao toàn cầu hơn 50% trong hơn 1 năm;
(Ảnh: NASA/JPL-Caltech, tranh của Donald E Davis)
cả hai bán cầu sẽ chịu sự tiêu hao ozone liên tục hơn
40% trong 3,5 năm. “Tác động có thể sáng với sự tiêu
Theo một đội nghiên cứu người Mĩ, một vụ va chạm hao ozone gần đấy gây ra bởi các chất thải CFC.
tiểu hành tinh cỡ trung bình với đại dương có thể làm Ngoại trừ, thay vì chỉ hạn chế ở những vùng cực, nó
tiêu hao trầm trọng tầng ozone trong nhiều năm. Sự mang tính toàn cầu, chúng tôi thấy nó ở mọi nơi: cả ở
phá hủy như vậy sẽ phơi mặt đất ra trước hàm lượng vĩ độ cao lẫn vĩ độ thấp”, Pỉeazzo giải thích.
bức xạ tử ngoại cao gấp ba lần so với bất kì mức nào
đã được ghi nhận trên Trái đất. Vì khả năng chặn bức xạ tử ngoại gây nguy hiểm của
tầng ozone bị suy yếu, nên sinh quyển sẽ bị ảnh hưởng
Còn những tiểu hành tinh cỡ lớn, thí dụ như tảng đá đáng kể; các biến đổi đối với sự tăng trưởng thực vật
vũ trụ 15 km đã gây tuyệt diệt loài khủng long, thì và ADN phân tử nằm trong số những hệ quả có thể
khét tiếng với sức mạnh phá hoại của chúng, các tiểu xảy ra. Sự sản xuất thực phẩm cũng bị tác động tiêu
hành tinh cỡ trung, với đường kính từ 100 m đến 1 cực; ước tính trên lỗ thủng ozone CFC cho thấy sự
km, cũng có khả năng giáng đòn tiêu diệt toàn cầu đối giảm 16% ozone có thể gây giảm 5% nồng độ phiêu
với sinh quyển. Các mô hình thông thường tập trung sinh vật trong đại dương, làm ảnh hưởng dây chuyền
vào những cú va chạm đại dương cỡ trung, phân tích là giảm sản lượng đánh bắt cá hàng năm đi 7%, hay
các tác động tức thời, thí dụ như sóng thần, hay sự tương đương 7 triệu tấn cá mỗi năm.
biến đổi khí hậu do những lượng lớn bụi bị bắn vào
khí quyển. Nay, một nhóm nghiên cứu, đứng đầu là Con người cũng sẽ là đối tượng chịu sự nguy hại trực
Elisabetta Pierazzo tại Viện Khoa học Hành tinh ở tiếp. Cường độ của bức xạ tử ngoại, cái thường gây ra
Arizona, Hoa Kì, là nhóm đầu tiên mô phỏng các tác bệnh cháy sạm da, được đo theo Chỉ số Tử ngoại Quốc
động trên tầng ozone từ một cú va chạm tiểu hành tinh tế (UVI). Bức xạ đạt tới giá trị 11 được xếp loại là
với đại dương cỡ trung bình. “cực kì nguy hiểm” và có khả năng gây ra sự cháy
sạm da trong vòng vài phút. Chỉ số UVI cao nhất từng
Pierazzon cùng đồng nghiệp đã khảo sát bụi phóng xạ được ghi nhận trên Trái đất là 20 trong vùng Puna de
phát sinh từ hai kịch bản va chạm ở vĩ độ trung bình: Atacama thuộc dãy Andes Argentina; mô hình của

Pỉeazzo tiên đoán giá trị UVI rộng khắp là hơn 20 40 m”, Joanna Morgan, nhà vật lí địa cầu tại trường
trong 2 năm đầu tiên ở những vĩ độ lên tới 70o, đạt cực Imperial College, London, cho biết.
đại tại giá trị UVI 56 ở khoảng 27o Bắc sau một cú va
chạm 1 km. Tuy nhiên, những sự kiện như vậy có khả năng là
hiếm. “Một cú va chạm tiểu hành tinh 1 km đã không
Những kết quả này bổ sung thêm những tác động tức xảy ra trong lịch sử ghi nhận của loài người. Nhưng,
thời đã được mô phỏng bởi những nghiên cứu trước người ta cho rằng những sự kiện như thế đã từng xảy
đây nhằm tạo ra một bức tranh to hơn của hậu quả của ra trong quá khứ của Trái đất, có lẽ với tần suất chừng
một cú va chạm tiểu hành tinh với đại dương cỡ trung. một lần trong mỗi triệu năm hay tương đương”, Alan
“Ngoài những tác động đã nêu trong công trình này, Fitzsimmons, một nhà nghiên cứu tiểu hành tinh gần
một tiểu hành tinh 1 km va chạm với đại dương sẽ giải Trái đất tại trường Đại học Queen ở Belfast, Anh, phát
phóng năng lượng tương đương tới 50.000 triệu tấn biểu.
TNT. Nó sẽ tạo ra một miệng hố trong nước rộng hơn
15 km, sinh ra sóng thủy triều với độ cao cực đại gần Nguồn: physicworld.com

“Họ thật sự đã tìm ra một phương pháp mới dò tìm các
Khí cầu Nam Cực phát hiện ra các tia vũ trụ năng lượng cao”, phát biểu của Francis
tia vũ trụ lạ Halzen thuộc trường Đại học Wisconsin ở Madison.
Halzen là một cộng tác viên của IceCube, một kính
Một kính thiên văn neutrino khai thác bề dày của băng thiên văn neutrino khổng lồ chôn dưới băng Nam Cực.
Nam Cực và một khí cầu khổng lồ đang bất ngờ phát
hiện ra những tia vũ trụ năng lượng cực cao một cách
bí ẩn.
ANITA là một máy dò sóng vô tuyến gắn trên một khí

cầu khổng lồ thả ở độ cao 38 km. Nó được thiết kế để
phát hiện ra các sóng vô tuyến sinh ra khi một
neutrino vũ trụ năng lượng cao lao vào lớp băng dày
bên dưới.
Mặc dù ANITA chưa thu được tín hiệu này, nhưng nó

đã tìm thấy một loại hạt khác: các tia vũ trụ năng
lượng cực cao. Đây là các proton và các hạt nhân tích
điện khác từ không gian lao vào với năng lượng cao
một cách bí ẩn. Khí cầu khổng lồ ANITA bay lên cao 38 km trên vùng băng Nam
Cực. (Ảnh: Nhóm Barwick /Đại học California Irvine)
Ban đầu, kiểu phân bố bất ngờ của các sóng vô tuyến
mà ANITA nhìn thấy bị xem là tín hiệu nhiễu. Sau đó, Cho đến nay, ANITA đã thu được 16 tín hiệu tia vũ
Eric Grashorn thuộc trường Đại học Bang Ohio ở trụ năng lượng cực cao. Với khả năng quét qua một
Columbua và các đồng nghiệp lưu ý thấy một số sóng khu vực rộng lớn, chiếc kính thiên văn khí cầu trên
vô tuyến này có một kiểu tương tự trong sự phân bố một ngày nào đó sẽ có thể kình địch với Đài thiên văn
tần số của chúng. Pierre Auger ở Argentina, nơi được xây dựng đặc biệt
để dò tìm tia vũ trụ. Halzen nhận xét rằng việc phát
Trong cái Grashorn gọi là một “khám phá may mắn”, hiện ra tia vũ trụ của ANITA cuối cùng có thể cũng
đội của ông đã phân tích thấy những tín hiệu này sinh quan trọng như sứ mệnh neutrino ban đầu của nó.
ra bởi các electron tốc độ cao được tạo ra khi các tia
vũ trụ va chạm với các phân tử trong không khí. Nguồn: New Scientist
Những electron này chuyển động xoắn ốc trong từ
trường của Trái đất, làm phát ra sóng vô tuyến.

điều khiển tốt hơn đối với các quá trình và các chất
Lần đầu tiên quan sát thấy trực liệu sẽ cải thiện ngành điện tử học tốc độ cao và các
tiếp một electron phóng thích khỏi nguồn năng lượng phi carbon.
nguyên tử “Nếu chúng ta muốn hiểu rõ điện tử học tốc độ cao,
Các nhà vật lí tại trường Đại học California, Berkeley, thì chúng ta phải bằng cách các liên kết phân tử đang
hợp tác với các nhà nghiên cứu đến từ Viện Quang biến đổi trong các phản ứng hóa học và chuyển động
học Lượng tử Max Planck và Phòng thí nghiệm quốc của các electron trong các phản ứng hóa học hoặc
gia Lawrence Berkeley thuộc Bộ Năng lượng Mĩ, đã trong các chất rắn phức tạp, nhưng công việc chỉ có
trở thành những người đầu tiên quan sát thấy chuyển thể thực hiện bằng cách đóng băng thời gian trong một
động của các electron hóa trị, hay electron lớp ngoài femto giây”, Leone nói.
cùng, của một nguyên tử một cách trực tiếp qua
nghiên cứu sự giải phóng electron từ một nguyên tử Tiến sĩ Michael R. Berman, nhà quản lí dự án tại
bằng một xung laser cường độ mạnh. AFOSR, người phụ trách giám sát các nhà khoa học
trên, tin rằng nghiên cứu của họ là một thí dụ tao nhã
Trong các thí nghiệm, một electron trong nguyên tử nữa của những khả năng mới của các xung atto giây
krypton được giải phóng bởi một xung laser kéo dài đối với việc khảo sát động lực học của các chuyển
chưa tới bốn femto giây (một femto giây là một phần động electron.
triệu tỉ của một giây). Quá trình này để lại phía sau
một nguyên tử với một lỗ trống tích điện dương dao Chương trình này sẽ mở ra những cánh cửa mới tiến
động trong lớp vỏ hóa trị, cơ sở phát sinh các hàm sang khảo sát các quá trình vật lí cơ bản ở những cấp
sóng điện tử của nguyên tử. độ thời gian nhanh hơn bao giờ hết.
Cac nhà khoa học, đứng đầu là tiến sĩ Steve Leone, “Những công cụ mới này sẽ đưa chúng ta đến khảo sát
một chuyên gia về laser cực nhanh và mới đây là cơ sở động lực học electron trong các chất liệu và các
người nhận được quỹ hỗ trợ của Cơ quan An ninh chất bán dẫn, và có thể giúp chúng ta tìm hiểu và giảm
Khoa học và Công nghệ Quốc gia, đã sử dụng một bớt các quá trình thất thoát electron để chế tạo các
xung ánh sáng tử ngoại cực ngắn, xung kéo dài m150 dụng cụ điện tử, như pin mặt trời chẳng hạn, hiệu quả
atto giây (một atto giây là một phần tỉ tỉ của một giây), hơn, và mang việc xử lí dữ liệu điện tử đến mức cao
để bắt giữ và chụp ảnh chuyển động của các electron nhất của nó”.
hóa trị, lần đầu tiên.
Nghiên cứu về các chuyển động electron như thế này
là cái người ta kì vọng sẽ cho phép các nhà khoa học

Mặc dù trẻ như vậy, nhưng đám thiên hà trên hầu như
Cấu trúc khổng lồ đầu tiên của vũ đồ sộ như đám Coma láng giềng. Kể từ đó, nó đã phát
trụ triển thêm khoảng bốn lần. Nếu chúng ta có thể thấy
nó như nó xuất hiện ngày nay, thì nó sẽ là một trong
Các nhà thiên văn sử dụng Kính thiên văn Nam Cực
những đám thiên hà đồ sộ nhất trong vũ trụ.
cho biết họ vừa phát hiện ra đám thiên hà lớn nhất
từng thấy từ trước đến nay ở cự li 7 tỉ năm ánh sáng.
“Đám thiên hà này gồm toàn các thiên hà “cổ”, nghĩa
Đám thiên hà trên, tên gọi là SPT-CL J0546-5345, có
là nó phải đến với nhau rất sớm trong lịch sử của vũ
khối lượng khoảng bằng 800 nghìn tỉ Mặt trời, và chứa
trụ - trong vòng hai tỉ năm đầu tiên”, Brodwin nói.
hàng trăm thiên hà.
Các đám thiên hà như thế này có thể dùng để nghiên
cứu cách thức vật chất tối và năng lượng tối tác động
đến sự phát triển của các cấu trúc vũ trụ. Đã lâu lắm
rồi, vũ trụ mỗi lúc một nhỏ hơn và đặc hơn, cho nên
sự hấp dẫn có tác động lớn hơn. Đó là lúc thuận lợi
hơn cho các đám thiên hà phát triển, đặc biệt trong
những vùng đậm đặc hơn những vùng xung quanh của
chúng.
“Bạn có thể nói kẻ giàu ngày một giàu hơn, và sự đậm

đặc mỗi lúc một đặc hơn”, nhà thiên văn Harvard,
Robert Kirshner, bình luận.
Khi vũ trụ giãn nở ở một tốc độ tăng dần do năng

lượng tối, nó khuếch tán mạnh hơn. Năng lượng tối
ngày nay lấn át lực hút của sự hấp dẫn kìm hãm sự
hình thành của những đám thiên hà mới.
Brodwin cùng các đồng nghiệp theo dõi đối tượng của
họ trong 200 độ vuông dữ liệu đầu tiên thu thập từ
Ảnh hồng ngoại/quang học màu tượng trưng của một đám thiên Kính thiên văn Nam Cực (SPT). SPT hiện đang hoàn
hà lớn nằm cách Trái đất 7 tỉ năm ánh sáng. Đám này có khối tất cuộc khảo sát sóng mili mét tiên phong của nó trên
lượng bằng 800 nghìn tỉ Mặt trời. Góc nhìn là 4 x 4 phút cung một mảng trời rộng, bao quát 2500 độ vuông.
(Ảnh: NASA/JPL-Caltech/M. Brodwin/J. Mohr (LMU Munich)
Họ đang săm tìm các đám thiên hà khổng lồ, sử dụng
“Đây là một trong những đám thiên hà khối lượng lớn
hiệu ứng Sunyaev-Zel'dovich – sự nhiễu nhỏ của bức
nhất từng được tìm thấy ở khoảng cách này”, phát biểu
xạ nền vi sóng vũ trụ (tàn dư của Big Bang, đến từ
của Mark Brodwin, một nhà thiên văn tại Trung tâm
mọi hướng). Những sự nhiễu như vậy sinh ra bức xạ
Thiên văn vật lí Harvard-Smithsonian. Brodwin là
nền đi qua một đám thiên hà lớn.
người đứng đầu nhóm tác giả của bài báo công bố phát
hiện trên, đăng trên tạp chí Astrophysical Journal.
Khảo sát theo hiệu ứng này có những lợi thế đáng kể
so với những kĩ thuật tìm kiếm khác. Nó có tác dụng
Độ lệch đỏ là số đo cho biết một vật thể ở xa đang
đối với các đám thiên hà rất xa cũng như với các đám
chuyển động ra xa như thế nào do sự giãn nở của vũ
láng giềng, cho phép các nhà thiên văn tìm ra các đám
trụ. Nằm trong chòm sao phương nam Pictor (Thợ
rất hiếm, xa xôi, và khối lượng lớn. Ngoài ra, nó còn
sơn), đám thiên hà trên có độ lệch đỏ z = 1,07. Giá trị
mang lại các phép đo rất chính xác của khối lượng của
này cho biết nó nằm cách chúng ta 7 tỉ năm ánh sáng,
những đám này, điều quan trọng để làm sáng tỏ bản
nghĩa là chúng ta thấy nó xuất hiện cách đây 7 tỉ năm
chất của năng lượng tối.
rồi, khi mà vũ trụ mới bằng nửa nửa tuổi của nó ngày
nay và hệ mặt trời của chúng ta còn chưa tồn tại.

Mục tiêu chính của chương trình khảo sát SPT là tìm
kiếm một mẫu lớn gồm các đám thiên hà lớn để đi
phương trình trạng thái của năng lượng tối, cái mô tả
đặc trưng cho sự lạm phát vũ trụ và sự giãn nở tăng
tốc của vũ trụ. Các mục tiêu khác bao gồm việc tìm
hiểu sự tiến triển của chất khí nóng bên trong các đám
thiên hà, nghiên cứu sự phát triển của các thiên hà lớn
trong các đám, và nhận ra các thiên hà xa xôi, bị hội tụ
hấp dẫn, và đang hình thành sao ở tốc độ nhanh.
Một khi tìm thấy đám thiên hà xa xôi này, đội khoa
học đã nghiên cứu nó với Ma trận Camera Hồng ngoại
trên Kính thiên văn vũ trụ Spitzer để định vị các theien
hà bên trong đám. Các quan sát chi tiết của tốc độ của
những thiên hà này với kính thiên văn Magellan ở
Chile chứng tỏ đám thiên hà trên thật sự khổng lồ.
Ảnh chụp quang học của đám thiên hà mới được tìm thấy thể
hiện sự mờ đi và nhạt ra như thế nào của những thiên hà này do
khoảng cách xa của chúng. Góc nhìn là 4 x 4 phút cung (Ảnh:
CTIO/J. Mohr (LMU Munich)
Đội khoa học hi vọng tìm thấy nhiều đám thiên hà

khổng lồ khác nữa hiện đang bị lu mờ ở khoảng cách
trên, một khi khảo sát Kính thiên văn Nam Cực hoàn
tất.
“Sau nhiều năm cố gắng, những thành công ban đầu

này là rất hào hướng. Khảo sát SPT trọn vẹn, hoàn
thành vào năm tới, sẽ viết lại tập sách về các đám
thiên hà lớn nhất trong vũ trụ sơ khai”, Brodwin nói.

khe mỏng 0,3 nm trong chân không. Đầu nhọn được
Phonon chui hầm qua chân không giữ ở nhiệt độ phòng, còn bề mặt vàng được làm lạnh
xuống 90, 150 hoặc 210 K.
Chui hầm, chứ không bức xạ
Các nhà nghiên cứu nhận thấy năng lượng nhiệt truyền
que khe trống nhỏ xíu đó vượt quá bức xạ Planck một
lượng c2/v2 = 1010 (trong đó c là tốc độ ánh sáng, và v
là tốc độ âm thanh). Theo các phép đo của họ, điều
này có nghĩa là nguyên tử cuối cùng tại chóp nhọn
nano tiêu tán nhiệt nhanh hơn 1010 lần lúc bình thường
bằng cách tạo ra các phonon bên trong vàng. Và, trái
với các giả thuyết trước đây, sự truyền nhiệt không
phải do đầu nhọn phát bức xạ vào chân không.
Altfeder cùng các đồng nghiệp thu được kết quả của
họ bằng cách thiết lập một ngưỡng điện áp giữa đầu
nhọn hiển vi “nóng” và bề mặt lạnh. Sau đó, các nhà
Sơ đồ thể hiện một tích ảnh dao động nhiệt (ảo ảnh nhiệt), do nghiên cứu ghi lại dòng điện tạo ra bởi các electron
điện trường của đầu nhọn STM gây ra trên bề mặt mẫu. (Ảnh: truyền qua khe trống. Vì các electron này bị ảnh
Igor Altfeder) hưởng trực tiếp bởi các dao động nhiệt trong cả hai
chất liệu, nên một số đo của dòng điện này có thể
Nhiệt có thể được dẫn qua một khe chân không cỡ dùng để tính ra nhiệt độ của điểm đỉnh của đầu nhọn.
nano mét – đó là điều tưởng như không thể nhưng nay “Thựt tế nhiệt độ này gần như khớp với nhiệt độ của
có thể làm được. Theo các nhà nghiên cứu tại Phòng mẫu cho chúng tôi biết rằng năng lượng thoát ra từ
nghiên cứu Không quân ở Ohio, Mĩ, thì nhiệt được điểm đỉnh của đầu nhọn ở một tốc độ hết sức nhanh”,
truyền qua một hiệu ứng gọi là “sự chui hầm phonon”, Altfeder nói.
trong đó các dao động phân tử lượng tử hóa, gọi là các
phonon, dường như đi xuyên qua vùng cấm. Kết quả Theo đội nghiên cứu, sự chui hầm phonon bị chi phối
trên có thể quan trọng cho việc cải tiến các dụng cụ bởi điện trường nằm giữa hai vật. Những điện trường
nhiệt điện và cho các mạch điện tử cấp độ nano trong này làm cho đầu nhọn hiển vi và “tích ảnh” của nó bên
tương lai. trong một mẫu dao động đồng bộ với nhau. Nói cách
khác, điện trường tại điểm đỉnh đầu nhọn làm cho các
Nhiệt trao đổi giữa hai vật thông qua sự dẫn thường electron trong lớp trên cùng của bề mặt vàng dao động
chỉ có thể xảy ra khi các vật tiếp xúc với nhau. Quá ở cùng tốc độ đó.
trình này xảy ra khi các phonon – các lượng năng
lượng dao động – được truyền từ vật nóng hơn sang Công trình này, đăng tải trên tạp chí Physical Review
vật lạnh hơn. Cho đến nay, sự truyền nhiệt như thế Letters, làm củng cố cho các nghiên cứu lí thuyết gần
được cho là không thể xảy ra giữa những vật không đây của Mika Prunnila và Johanna Meltaus thuộc
tiếp xúc đặt trong chân không, vì chân không là vùng Trung tâm Nghiên cứu Kĩ thuật VTT của Phần Lan dự
cấm đối với các phonon, theo như lời giải thích của đoán sự chui hầm phonon giữa các chất liệu áp điện.
Igor Altfeder, một thành viên đội nghiên cứu. Trong một thông cáo báo chí của Hội Vật lí Hoa Kì có
trích dẫn lời của Prunnila nói rằng nghiên cứu mới
Đội nghiên cứu người Mĩ nay đã làm người ta thay đổi trên có thể có các ứng dụng trong ngành điện tử học
nhận thức này bởi việc thật sự đo được dòng nhiệt nano, và trong các dụng cụ khai thác năng lượng từ
giữa đầu nhọn platinum-iridium cỡ nano của một kính các gradient nhiệt độ.
hiển vi quét chui hầm (STM) giữ ở nhiệt độ phòng và
một bề mặt lạnh bằng vàng. Hai vật cách nhau bởi một Nguồn: physicsworld.com

Tương tự, bằng cách khảo sát tách biệt với các
Hỗn hợp ánh sáng và vật chất đầu electron, họ chứng minh được rằng cấu hình electron
tiên không bị ánh sáng phá hủy. Thay vì thế, nó bị biến
đổi – một minh chứng đẹp của sự điều khiển trên các
Các nhà vật lí tại trường Đại học California, Santa
trạng thái lượng tử bằng ánh sáng. “Việc thao tác trên
Barbara (UCSB), vừa thành công trong việc kết hợp
trạng thái lượng tử một electron độc thân trong một
ánh sáng laser với các electron bị bẫy để phát hiện và
chất bán dẫn mà không phá hỏng thông tin được cho là
điều khiển trạng thái lượng tử dễ vỡ của các electron
một phát triển khoa học cực kì hứng thú với tiềm năng
mà không xóa mất nó. Đây là một tiến bộ quan trọng
tác động công nghệ to lớn”, Awschalom nói.
hướng đến sử dụng vật lí lượng tử để mở rộng công
suất điện toán và để truyền thông trên những cự li dài Việc bảo quản các trạng thái lượng tử là một trở ngại
mà không có khả năng bị nghe trộm. Công trình trên lớn trong lĩnh vực điện toán lượng tử mới ra đời. Một
đăng tải trực tiếp tại trang Science Express. ưu điểm của thông tin lượng tử nó không bao giờ bị
sao chép, không giống như thông tin truyền giữa các
Nghiên cứu trên, đứng đầu là David Awschalom, giáo
máy tính ngày nay, cung cấp một số đo an ninh được
sư vật lí, kĩ thuật điện và kĩ thuật máy tính, và là giám
bảo đảm bởi các điều kiện cơ bản của tự nhiên. Khả
đốc của Trung tâm Điện tử học Spin và Điện toán
năng đo một trạng thái lượng tử mà không phá hỏng
lượng tử thuộc UCSB, cùng chàng nghiên cứu sinh
nó là bước quan trọng trong sự phát triển của các công
Bob Buckley, khai thác một tính chất kì lạ của thế giới
nghệ khai thác lợi tích của thế giới lượng tử.
lượng tử vi mô: khả năng kết hợp những thứ rất khác
nhau. Buckley nói: “Có lẽ một ngày nào đó, kim cương sẽ
trở thành cái quan trọng đối với máy tính lượng tử như
Sử dụng các electron bị bẫy trong một khiếm khuyết
silicon đối với máy tính kĩ thuật số ngày nay – những
cỡ một nguyên tử bên trong một tinh thể kim cương
viên gạch cấu trúc của lôgic, bộ nhớ, và truyền thông.
mỏng, kết hợp với ánh sáng laser có màu sắc thích hợp,
Thí nghiệm của chúng tôi cung cấp một công cụ mới
các nhà khoa học đã chứng tỏ được rằng có thể tạo ra
để làm cho điều đó xảy ra”.
trong thời gian ngắn ngủi một hỗn hợp của ánh sáng
và vật chất. Sau khi tạo ra hỗn hợp ánh sáng-vật chất
này, họ có thể sử dụng các phép đo ánh sáng để xác
định trạng thái của các electron.

Công trình nghiên cứu công bố hôm 14/10 trên tạp chí
Phát hiện pulsar bí ẩn với sức Science Express đề xuất rằng nguồn gốc năng lượng
mạnh tiềm ẩn như trên cũng có thể giải thích cho các pulsar yếu hơn,
không phải thuộc loại sao từ. Các quan sát, thực hiện
Những tai lửa ngoạn mục và những đợt bùng phát
kính thiên văn Chandra của NASA và kính thiên văn
năng lượng – hoạt động trước đây người ta nghĩ chỉ
tia X Swift quan sát ngôi sao neutron SGR 0418, có lẽ
dành tiêng cho các pulsar bị từ hóa mạnh nhất – đã
báo hiệu sự có mặt của một từ trường nội khổng lồ
được quan sát thấy đang phát ra từ một pulsar bị từ
trong những pulsar dường như yếu hơn này.
hóa yếu, đang quay chậm. Đội khoa học gồm các nhà
thiên văn vật lí quốc tế thực hiện khám phá trên tin
“Chúng tôi vừa phát hiện thấy các đợt bùng phát và tai
rằng nguồn gốc năng lượng của pulsar trên có thể ẩn
lửa, tức là hoạt động kiểu sao từ, từ một pulsar mới có
sâu bên trong bề mặt của nó.
từ trường rất thấp”, phát biểu của tiến sĩ Silvia Zane
thuộc Phòng thí nghiệm Khoa học Vũ trụ Mullard, Đại
học College London, và là tác giả của nghiên cứu trên.
Các pulsar bị từ hóa cao, và khi chúng quay, những

làn gió hạt năng lượng cao mang năng lượng ra khỏi
ngôi sao, làm cho tốc độ quay của ngôi sao từ từ giảm
đi. Cái làm cho SGR 0418 khác với các ngôi sao
neutron tương tự như vậy là, không giống như các
ngôi sao đã được quan sát thấy đang từ từ quay chậm
đi, việc theo dõi cẩn thận ngôi sao SGR 0418 trong
khoảng thời gian 490 ngày tiết lộ không có bằng
chứng nào cho thấy tốc độ quay của nó đang giảm đi.
“Đây là lần đầu tiên người ta quan sát thấy hiện tượng
Ảnh: NASA/CXC/M.Weiss
như thế này và khám phá trên để lại câu hỏi là không
biết cơ chế cấp năng lượng trong trường hợp này có
Các pulsar, hay sao neutron, là tàn dư co lại của các
gốc gác từ đâu”, tiến sĩ Zane nói.
ngôi sao khối lượng lớn. Mặc dù tính trung bình chúng
có đường kính chỉ khoảng 30 km, nhưng chúng có từ
Một câu hỏi quan trọng là một sự mất cân bằng cỡ bao
trường bề mặt cực mạnh, gấp hàng tỉ lần từ trường của
nhiêu là có thể duy trì được giữa từ trường mặt và từ
Mặt trời của chúng ta.
trường bên trong. SGR 0418 mang lại một trường hợp
thử nghiệm quan trọng.
Loại pulsar mạnh nhất có từ trường bề mặt mạnh hơn
50-1000 lần so với mức bình thường và phát ra những
“Nếu như các quan sát Chandra và các vệ tinh khác
tia lửa tia gamma và tia X cường độ mạnh. Các sao từ
đẩy giới hạn từ trường mặt xuống thấp hơn nữa, thì
(hay sao nam châm) đã được các nhà thiên văn học đặt
các nhà lí thuyết có lẽ phải đào sâu thêm để tìm một
tên, và người ta nghĩ từ trường khổng lồ của chúng là
lời giải thích cho vật thể khó hiểu này”, theo lời tiến sĩ
nguồn gốc tối hậu cho các đợt bùng phát tia gamma.
Nanda Rea, Institut de Ciencies de l'Espai (ICE-CSIC,
IEEC) ở Barcelona, người lãnh đạo nhóm nghiên cứu
Các nghiên cứu lí thuyết cho biết trong các sao từ, từ
trên.
trường nội thật ra mạnh hơn từ trường mặt, một tính
chất có thể làm biến dạng lớp vỏ và lan tỏa ra phía
ngoài. Sự phân hủy của từ trường dẫn tới sự sản sinh
sự phát xạ tia X đều đều và bùng phát qua việc làm
nóng lớp vỏ sao neutron hoặc sự gia tốc của các hạt.

“Việc thao tác chính xác trên các hạt nano là rất khó”,
Lần đầu tiên quan sát thấy sự Sun giải thích. “Nó thậm chí còn khó hơn việc tái sản
chào đời của các hạt nano xuất các hạt nano giống như vậy từ mẻ này sang mẻ
khác, vì chúng ta vẫn không biết tất cả các điều kiện
Một đội khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia
có mặt trong công thức chế tạo. Nhiệt độ, áp suất, độ
Argonne thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kì và Viện
ẩm, các tạp chất – chúng đều ảnh hưởng đến sự tăng
Carnegie Washington vừa thành công trong việc
trưởng, và chúng ta vẫn đang tiếp tục khám phá thêm
“quan sát” trực tiếp các hạt nano đang sinh trưởng.
nhiều yếu tố nữa”.
Để tìm hiểu các hạt nano lớn lên như thế nào, các nhà
khoa học cần thật sự quan sát được chúng đang hoạt
động. Vấn đề là kính hiển vi điện tử, phương pháp
thông dụng dùng để nhìn xuống cấp độ nguyên tử của
các hạt nano, đòi hỏi có chân không. Nhưng nhiều loại
tinh thể nano lại lớn lên trong môi trường chất lỏng –
và chân không trong kính hiển vi điện tử khiến yêu
cầu này không thể thực hiện được. Một màng mỏng
đặc biệt cho phép một lượng chất lỏng nhỏ xíu được
phân tích trong một kính hiển vi điện tử, nhưng nó vẫn
hạn chế các nhà nghiên cứu với một lớp chất lỏng chỉ
dày 100 nm, khác đáng kể so với các điều kiện thực tế
trong sự tổng hợp hạt nano.
Để giải quyết nan đề này, Sun nhận thấy ông nên sử

dụng các tia X năng lượng rất cao có tại Phân khu 1
của Nguồn Photon Tiên tiến Argonne (APS), cơ sở
Những chiếc đĩa nano bằng bạc này được đính các hạt nano liền kề với Trung tâm Vật liệu Nano thuộc phòng thí
muối bạc oxide ở vành rìa. Những cấu trúc nano này lớn lên dưới nghiệm trên, nơi ông đang làm việc. Kiểu tán xạ tia X
sự chiếu xạ tia X năng lượng cao, cho phép các nhà khoa học của mẫu cho phép các nhà nghiên cứu tái dựng lại
“quan sát” chúng lớn lên một cách trực tiếp. Ảnh chụp qua kính những giai đoạn sớm nhất của các tinh thể nano từng-
hiển vi điện tử quét.
giây-một.
Kĩ thuật mang tính cách mạng cho phép các nhà
“Kĩ thuật này mang lại một báu vật thông tin vô giá,
nghiên cứu tìm hiểu những giai đoạn đầu của sự hình
đặc biệt về sự tạo nhân và các bước tăng trưởng của
thành hạt nano, một bí ẩn lâu nay do các phương pháp
tinh thể, cái trước đây chúng tôi chưa bao giờ có thể
khảo sát không thỏa đáng, và có thể đưa đến hiệu quả
làm được”, Sun nói.
tốt hơn của các vật liệu nano trong các ứng dụng như
pin mặt trời, cảm biến, và vân vân.
Cường độ của tia X thật sự ảnh hưởng đến sự tăng
trưởng của các tinh thể nano, Sun nói, nhưng các tác
“Sự tăng trưởng tinh thể là nền tảng của công nghệ
dụng chỉ trở nên đáng kể sau một thời gian phản ứng
nano”, phát biểu của nhà nghiên cứu Yugang Sun, một
đặc biệt lâu. “Việc có được một hình ảnh rõ ràng của
nhà hóa học Argonne. “Việc tìm hiểu nó sẽ cho phép
quá trình tăng trưởng [tinh thể] sẽ cho phép chúng ta
các nhà khoa học thao tác chính xác hơn với các tính
điều khiển các mẫu nhằm mang lại các kết quả tốt
chất hạt nano mới và hấp dẫn”.
hơn, và cuối cùng là những chất liệu nano mới sẽ có
nhiều ứng dụng đa dạng”, Sun giải thích.
Các hạt nano trông như thế nào và hành xử ra sao phụ
thuộc vào cấu trúc của chúng: kích cỡ, hình dạng, kiểu
kết cấu, và hóa tính bề mặt. Điều này, hóa ra, phụ
thuộc rất nhiều vào các điều kiện mà dưới đó chúng
lớn lên.

Các vật liệu nano có thê dùng trong pin quang điện nano đã qua xử lí đặc biệt đến gần khối u của bệnh
mặt trời, các bộ cảm biến hóa chất và sinh học, và cả nhân ung thư có thể làm tăng độ tương phản ảnh giữa
trong kĩ thuật ghi ảnh. Thí dụ, các đĩa nano kim loại các tế bào bình thường và tế bào ung thư, cho nên các
quý có thể hấp thụ ánh sáng hồng ngoại gần, cho nên bác sĩ có thể lập bản đồ chính xác đối với khối u.
chúng có thể dùng để tăng cường độ tương phản trong
các ảnh. Một trường hợp khác, việc đưa thêm các hạt Nguồn: PhysOrg.com

thì nó có thể giúp ích to lớn cho các dụng cụ chuyển
Nghiên cứu ‘sự nhiễu’ trong dải mạch lô gic – cơ sở cho các đơn vị điện toán trong các
ruy băng graphene chip máy tính ngày nay.
Trong thông cáo báo chí về giải thưởng Nobel Vật lí
Nay các nhà khoa học vật liệu Berkeley Labs,
năm nay, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy
Yuegang Zhang cùng các đồng nghiệp tại trường Đại
Điển đã ca ngợi “các tính chất ngoại hạng [của
học California, Los Angeles, đang tiến tới những dụng
graphene] phát sinh từ thế giới khác thường của vật lí
cụ hiệu quả hơn bằng cách nghiên cứu “sự nhiễu”
lượng tử”. Nếu như trước đây vấn đề chưa đủ độ nóng,
trong các dải ruy băng graphene như vậy – những dây
thì nay tấm carbon chỉ dày một nguyên tử này chính
graphene một chiều với bề rộng cỡ nano mét.
thức gây sự chú ý của toàn thế giới.
“Các dải ruy băng mỏng cỡ nguyên tử mang lại nền
tảng tuyệt vời cho chúng ta làm sáng tỏ mối tương
quan mạnh mẽ giữa sự thăng giáng độ dẫn và các cấu
trúc điện tử lượng tử hóa của các hệ gần như là một
chiều”, theo lời Zhang, một nhà khoa học tại Cơ sở
Cấu trúc Nano Vô cơ tại Xưởng đúc Phân tử trên.
“Phương pháp này có công dụng rộng hơn nhiều để
tìm hiểu các hiện tượng vận chuyển lượng tử trong các
dụng cụ điện tử học nano và các dụng cụ phân tử
khác”.
Trước đây, Zhang và các đồng nghiệp đã báo cáo các

phương pháp chế tạo màng mỏng graphene và đã công
bố tỉ số tín-hiệu-trên-nhiễu thấp tần cho các dụng cụ
graphene trên chất nền silica.
Trong nghiên cứu hiện nay, đội khoa học chế tạo các
dải ruy băng nano bằng graphene, sử dụng một kĩ
thuật chế tạo kiểu mặt nạ dây nano. Bằng cách đo sự
thăng giáng độ dẫn, hay “sự nhiễu” của các electron
trong các dải ruy băng nano graphene, các nhà nghiên
cứu đã trực tiếp khảo sát tác dụng của sự giam cầm
lượng tử trong những cấu trúc này. Họ đã lập bản đồ
cấu trúc dải điện tử của những dải ruy băng nano
graphene này bằng một phương pháp khảo sát điện có
Ảnh một tấm graphene lơ lửng, chụp với TEAM 0.5 tại Trung tâm sức mạnh lớn. Phương pháp này có thể áp dụng cho
Quốc gia Kính hiển vi Điện tử thuộc Phòng thí nghiệm Berkeley, nhiều chất liệu nano khác, trong đó có các dụng cụ
cho thấy từng nguyên tử carbon (màu vàng) trên mạng tinh thể
điện tử gốc graphene.
hình tổ ong.
Triển vọng của graphene nằm ở tính đơn giản của cấu “Thật ngạc nhiên là chúng tôi đã quan sát được một
trúc của nó – một mạng lưới “mong manh” của các mối tương quan rõ ràng như vậy giữa sự nhiễu và cấu
nguyên tử carbon chỉ dày một lớp nguyên tử. Tấm vật trúc dải của các vật liệu nano graphene này”, phát biểu
liệu này giam cầm các electron trong một chiều không của tác giả Guangyu Xu, một nhà vật lí tại trường Đại
gian, buộc chúng chạy trong một mặt phẳng. Sự giam học California, Los Angeles. “Công trình này củng cố
cầm lượng tử như vậy mang lại các tính chất điện tử, mạnh cho sự hình thành dải con gần như một chiều
cơ học và quang học xuất sắc, vượt xa cái mà silicon trong các dải ruy băng nano graphene, trong đó
và các chất bán dẫn truyền thống khác mang lại. Ngoài phương pháp của chúng tôi hóa ra có sức mạnh lớn
ra, nếu các electron của graphene bị giam cầm trong hơn nhiều so với phép đo độ dẫn”.
hai chiều không gian, kiểu như một dải ruy băng nano,

biết kích cỡ thực sự của ngôi sao. Các mô hình máy
Làm thế nào ‘cân’ một ngôi sao từ tính cho một ước tính rất tốt nhưng trong khoa học,
vệ tinh của nó? các phép đo thật sự mới là tốt nhất.
Làm thế nào các nhà thiên văn tính ra khối lượng của
Kipping nhận ra rằng nếu một hành tinh đi ngang qua
một ngôi sao ở cách xa hàng nghìn tỉ km và quá đồ sộ
có một vệ tinh đủ lớn để chúng ta nhìn thấy (cũng bởi
để mà đưa lên bàn cân? Trong đa số trường hợp, họ
sự chặn bớt ánh sáng sao), thì hệ hành tinh – vệ tinh –
không thể cân, mặc dù họ có thể đưa ra một ước tính
sao có thể được đo theo một kiểu cho phép chúng ta
tốt nhất bằng cách sử dụng các mô hình máy tính của
tính ra chính xác cả ba vật thể này to và nặng bao
cấu trúc sao.
nhiêu.
“Về cơ bản, chúng ta đo quỹ đạo của hành tinh xung

quanh ngôi sao và quỹ đạo vệ tinh xung quanh hành
tinh. Sau đó, theo các định luật chuyển động Kepler, ta
có thể tính ra khối lượng của ngôi sao”, Kipping giải
thích.
Quá trình trên không dễ thực hiện và đòi hỏi có vài

bước. Bằng cách đo xem ánh sáng sao mờ đi như thế
nào khi hành tinh và vệ tinh đi qua, các nhà thiên văn
biết được ba con số quan trọng: 1) chu kì quỹ đạo của
vệ tinh và hành tinh; 2) kích cỡ quỹ đạo của chúng so
với ngôi sao, và 3) kích cỡ của hành tinh và vệ tinh so
với ngôi sao.
Thay những con số này vào định luật 3 Kepler ta thu

được mật độ của ngôi sao và hành tinh. Vì mật độ và
khối lượng chia cho thể tích, nên mật độ tương đối và
Ảnh minh họa một hành tinh ngoại và vệ tinh của nó đang đi qua
một ngôi sao kiểu mặt trời. Một hệ như vậy có thể dùng để tính ra kích cỡ tương đối sẽ cho ta khối lượng tương đối.
trực tiếp khối lượng của ngôi sao. Ảnh: David A. Aguilar (CfA) Cuối cùng, các nhà khoa học đo sự chao đảo của ngôi
sao do lực co kéo hấp dẫn của hành tinh, cái gọi là vận
Công trình mới do nhà thiên văn vật lí David Kipping tốc xuyên tâm. Kết hợp vận tốc đo được này với các
thực hiện cho biết, trong những trường hợp đặc biệt, khối lượng tương đối, họ có thể tính ra khối lượng của
chúng ta có thể cân một ngôi sao bằng phương pháp ngôi sao một cách gián tiếp.
gián tiếp. Nếu ngôi sao có một hành tinh, và hành tinh
đó có một vệ tinh, thì cả hai chúng đi qua phía trước “Nếu chẳng có vệ tinh nào, thì toàn bộ bài tập sẽ
ngôi sao của chúng, thì chúng ta có thể đo kích cỡ và không thể triển khai”, Kipping phát biểu.”Không có vệ
quỹ đạo của chúng để tìm hiểu về ngôi sao trên. tinh có nghĩa là chúng ta không thể tính ra mật độ của
hành tinh, cho nên toàn bộ công việc bị đình trệ”.
“Tôi thường hỏi không biết các nhà thiên văn cân các
ngôi sao như thế nào. Chúng tôi vừa bổ sung thêm một Kipping vẫn chưa đưa phương pháp của ông vào triển
kĩ thuật mới vào hộp công cụ của mình cho mục đích khai thực tế, vì cho đến nay chưa có ngôi sao được
đó”, theo lời Kipping, một nghiên cứu sinh thực tập tại biết nào có cả hành tinh và vệ tinh đi ngang qua. Tuy
Trung tâm Thiên văn Vật lí Harvard-Smithsonian. nhiên, phi thuyền Kepler của NASA sẽ phát hiện ra
một vài hệ như vậy.
Các nhà thiên văn đã tìm thấy hơn 90 hành tinh đi qua
phía trước ngôi sao của chúng. Bằng cách đo lượng “Khi tìm thấy chúng, chúng tôi sẽ sẵn sàng cân
ánh sáng sao bị chặn bớt, họ có thể tính ra hành tinh chúng”, Kipping nói.
trên to bao nhiêu so với ngôi sao. Nhưng họ không thể
biết chính xác hành tinh trên to dường nào, trừ khi họ Nguồn: PhysOrg.com

nhà khoa học toán học”, ông nói. “Đó là một ngành rất
Benoît Mandelbrot: Cha đẻ của mơ hồ”.
hình học fractal qua đời
Hồi năm 2004, Mandelbrot đã viết quyển Hành vi (sai
trái) của thị trường cùng với nhà báo tài chính
Richard L Hudson. Sau khi trình bày lòng vòng qua
những lĩnh vực khoa học khác, Mandelbrot đã chuyển
các công cụ của hình học fractal để phân tích dữ liệu
tài chính và đưa ra một cảnh báo ảm đạm cho các nhà
kinh tế: “Chúng ta đang có nguy cơ vì đo lường sai”,
ông nói. “Các nhà môi giới thì hỏi tại sao chúng ta
nghĩ tới ‘những cú sốc’ nơi mà một sự kiện tồi tệ trên
thị trường chứng khoán có thể quét sạch mọi thứ mà
bản thân chúng sai lạc”.
Hi vọng của Mandelbrot là bằng cách nghĩ về thị

thường như các hệ khoa học, thì cuối cùng chúng ta có
thể xây dựng một ngành công nghiệp tài chính mạnh
hơn và một hệ thống quản lí tốt hơn. Ông còn thách
(Ảnh: clawan/Shutter/stock) Alan Greenspan, giám đốc Cục dự trữ liên bang, và
các nhà tư bản tài chính khác đầu tư 20 triệu đô la cho
Benoît Mandelbrot, vừa tạ thế khi ngày sinh nhật lần nghiên cứu cơ bản về động lực học thị trường.
thứ 86 của ông mới trôi qua hôm thứ năm rồi, muốn
được nhớ đến là cha đẻ của hình học fractal – ngành Ông tự gọi mình là ‘ngựa bất kham’ vì ông dành cuộc
toán học nghiên cứu sự trật tự tiềm ẩn trong tự nhiên. đời mình chỉ để làm những cái ông cho là đúng và
không bao giờ chịu lệ thuộc vào một cộng đồng khoa
Ông đã trở thành một cái tên quen thuộc, nhờ các học đặc biệt nào. Và ông ngưỡng mộ tiếng tăm của
nhánh xoáy tạo ảo giác lâng lâng của phương trình những người sống hạnh phúc với những ý tưởng ‘làm
fractal nổi tiếng nhất, tập hợp Mandelbrot (Mới đây, loạn’.
một phiên bản 3D của tập hợp trên đã được khám phá,
gọi là Mandelbulb). Hồi năm 2004, Mandelbrot có vẻ bắt đầu ‘cùn’ tay.
Ông đang viết quyển kí sự của mình – Nhà fractal học:
Fractal có ở mọi nơi, từ cây cải hoa cho đến các mạch Kí sự của nhà hình học – tập sách dự kiến xuất bản
máu của cơ thể chúng ta. Cho dù bạn phân chia một vào năm 2012.
fractal ra như thế nào, hay bạn phóng to, thu nhỏ nó ra
Ông làm việc mỗi ngày, trừ ngày chủ nhật, và thích đi dự
sao, thì hình dạng của nó vẫn như cũ. Các fractal đã
các hội nghị. Trong năm nay, ông còn là đồng tác giả của
giúp người ta lập mô phỏng thời tiết, đo lưu lượng trực hai bài báo đăng trên tờ Niên biểu Xác suất Ứng dụng. “Cái
tuyến, nén các tệp máy tính, phân tích dao động địa thôi thúc tôi làm việc là cảm giác rằng những ý tưởng này
chấn và sự phân bố của các thiên hà. Và chúng đã trở có thể bị mất đi nếu như tôi không đẩy chúng tiến thêm
thành một công cụ thiết yếu vào những năm 1980 chút nào nữa”, ông nói về khát vọng muốn tiếp tục nghiên
trong việc nghiên cứu trật tự tiềm ẩn của thế giới cứu của mình.
dường như mất trật tự của các hệ hỗn độn.
Mandelbrot đã yên nghỉ. Nhưng nét đẹp của hình học
Theo thú nhận của riêng ông, Mandelbrot đã dành sự fractal của ông thì còn mãi. Bạn chỉ việc nhìn vào thế giới
nghiệp của mình lục tung các thùng rác rưởi của khoa quanh mình là có thể nhận ra trí tuệ sắc sảo của ông. Nói
học tìm các mẩu fractal và tìm thấy chúng ở những nơi theo ngôn từ của ông: “Các đám mây không phải hình cầu,
bất ngờ nhất. Tên công việc của ông tại trường Đại những ngọn núi không phải hình nón, các đường bờ biển
không phải hình tròn, tiếng quát tháo thì không êm tai,
học Yale ở New Haven, Conneticut, đã được chọn
tiếng sét cũng chẳng đi theo một đường thẳng”.
thận trọng với tính đa dạng này trong đầu. “Tôi là một
Nguồn: New Scientist

Phỏng vấn nhà tiên phong lượng tử Anton Zeilinger
Anton Zeilinger là nhà vật lí gốc Áo đã tỏa sáng trong thập niên vừa qua với việc viễn tải thông tin lượng tử trên
những khoảng cách ngày một tăng dần. Ông còn là một nhân vật then chốt trong thế giới điện toán lượng tử, người
đã đi tiên phong xây dựng một số khái niệm cho sự điện toán quang lượng tử. Phóng viên James Dacey của tạp chí
Physics World mới đây đã có cuộc gặp gỡ với Zeilinger để thảo luận nhiều thứ, như việc tại sao Zeilinger lại được
truyền cảm hứng từ tính bướng bỉnh của Einstein, ông nhìn thấy gì cho tương lai của cơ học lượng tử, và tại sao ông
nghĩ trẻ em nên tiếp xúc với các khái niệm cơ lượng tử khi còn nhỏ.
Anton Zeilinger. (Ảnh: James Dacey)

Trong cộng đồng lượng tử, ông được xem là người luôn tìm cách đẩy lùi các giới hạn và thử nghiệm những cái mà
những người khác không làm. Ông có đồng ý như vậy không?
Ngay cả trong những lĩnh vực khoa học cơ bản nhất, bạn cũng không thể nào làm việc nếu không có những nỗ lực
đương đầu với các rủi ro, thách thức. Bạn phải mở rộng tầm nhìn, bạn phải chấp nhận thử thách – đây là công việc
thú vị đấy. Bạn không nên xem khoa học là một bước nữa ở nơi này hay một bước nữa ở nơi kia.
Nhưng ông có nghĩ liệu các nhà khoa học có luôn luôn xét đến quan điểm này khi mà họ còn có những thứ khác để
lo lắng, thí dụ như tìm nguồn trợ cấp cho nghiên cứu tiếp theo của họ?
Điều đó chỉ đúng phần nào thôi. Nhưng phần lớn là các nhà khoa học tự áp đặt cho bản thân mình thôi. Chúng ta có
thể thấy có quá nhiều nhà khoa học có tư tưởng bảo thủ và đôi khi còn xúc động thái quá khi bị phản biện. Cái thật
sự mới trong khoa học không thể là những hệ quả lô gic của cái chúng ta đã biết... mà đó là bước lô gic tiếp theo. Tôi
không muốn xem nhẹ phương pháp từ-trên-xuống trong khoa học, nhưng tôi thấy thú vị hơn nếu như chúng ta nêu ra
những câu hỏi mới một cách táo bạo.
Ông có nhận nguồn cảm hứng từ các nhà khoa học nhất định nào đó không?
Einstein là nguồn cảm hứng rất lớn – đặc biệt ở cái cách ngoan cố của ông. Ông có quan điểm riêng của ông về cơ
học lượng tử - mà theo các hệ quả của nó thì hóa ra là không đúng. Chẳng có câu hỏi nào về điều đó. Nhưng ông vẫn
trụ vững trên đó vì ông tin vào nó. Loại ngoan cố như thế là quan trọng trong khoa học, vì đôi khi những người khác
mới là sai lầm. Sự phê bình của Einstein đối với vật lí lượng tử đã truyền cảm hứng cho nghiên cứu cơ bản, mở ra
hướng đi đến thông tin lượng tử và điện toán lượng tử.
Ông dự đoán như thế nào cho tương lai của cơ học lượng tử với vai trò là một lí thuyết?

Chúng ta sẽ nhận thấy cơ học lượng tử vững chắc hơn nhiều so với các chúng ta nhận ra hiện nay. Tiến tới những
bước tiếp theo sẽ là một thử thách lớn: rất khó, và không thể tìm ra bằng cách nhìn vào lí thuyết trên. Lí thuyết trên
có lẽ là mạnh thật sự, là đúng tuyệt đối, là đẹp tuyệt vời [ông ngừng lại một chút] nhưng phải có cái gì ngoài đó nữa
chứ - nhưng vấn đề là ở đâu đây?
Vậy ông tiếp cận câu hỏi đó như thế nào? Có phải qua các thí nghiệm tưởng tượng thuần túy hay là có một phương
pháp thực tiễn hơn?
Vâng, có một thứ chắc chắn là mọi nan đề và nghịch lí mà người ta dự đoán thật ra có trong phòng thí nghiệm và
việc ngừng phát triển các khái niệm có thể cho phép họ tránh được những thứ như vậy.
Lí thuyết trên sẽ không đổ vỡ theo xu hướng mà người ta muốn cơ học lượng tử đổ vỡ. Chẳng hạn, nó không nằm ở
chỗ các vật thể vĩ mô to lớn. Nhưng nó có thể nằm ở chỗ sự hấp dẫn lượng tử. Người ta đã cố gắng đi lượng tử hóa
sự hấp dẫn trong 80 năm qua, kể từ thập niên 1930. Một số trí tuệ lỗi lạc nhất của nền văn minh của chúng ta đã cố
gắng nhiều nhưng không thành công. Điều đó cho tôi thấy có lẽ, vì lí do gì đó, cơ bản là chúng ta không nêu ra được
những câu hỏi thích hợp.
Còn điện toán lượng tử thì sao – ông nghĩ khi nào chúng ta sẽ thấy những cỗ máy có thể thực hiện các phép tính có
ích?
Vâng, tất nhiên, rất khó mà dự báo trước. Nhưng nó có thể mang lại một hướng đi vượt ra khỏi các giới hạn của định
luật Moore [định luật mô tả số lượng transistor có thể đặt vào một mạch tích hợp tăng gấp đôi sau chừng mỗi hai
năm]. Đối với sự điện toán lượng tử, nó tùy thuộc vào số lượng qubit mà chúng ta có thể xử lí trong các thí nghiệm.
Đa số mọi người nói chúng ta cần khoảng 40-50 để có một chiếc máy tính lượng tử có sức thu hút. Hiện nay, chúng
ta đang ở mức độ khoảng 10, với sự điện toán lượng tử ion, cho nên sẽ mất khoảng 15-20 năm nữa. Thật không tệ
lắm đâu; chúng ta không bị tụt hậu cho lắm.
Ông có thể nói đôi điều về nghiên cứu riêng của ông trong lĩnh vực điện toán lượng tử không?
Chúng tôi đang nghiên cứu sự điện toán quang lượng tử, nó chỉ làm việc với các photon thôi. Vấn đề với các photon
là chúng nhanh quá. Chúng chỉ xuất hiện trong thiết bị trong một khoảng thời gian rất ngắn – một vài nano giây – và
vì thế bạn phải xử lí chúng thật nhanh mới được. Và hiện nay, chúng tôi không có các detector có hiệu suất đủ cao để
xử lí các photon đó. Nhưng trên nguyên tắc, sự điện toán quang lượng tử có thể triển khai trên quy mô rộng.
Ông từng nói trước đây rằng cái kích thích ông nghĩ tới điện thoại di động là với một chiếc máy tính lượng tử đang
xây dựng. Ông còn muốn thấy những ứng dụng tiềm năng nào khác nữa không?
Tôi nói lên điều này có phần mỉa mai nhằm hi vọng khích lệ những người trẻ tuổi có trí tuệ dũng cảm. Bạn phải đặt
ra những mục tiêu với tham vọng không đáy. Đó là nơi những công nghệ hoàn toàn mới sẽ xuất hiện mà chúng ta
không bao giờ dự báo trước được. Hãy nhìn trường hợp laser. Khi nó được phát minh ra [cách đây 50 năm], không ai
dự báo trước hai ứng dụng thông dụng nhất mà chúng ta thấy ngày nay – máy hát đĩa và máy quét tính tiền ở siêu thị.
Chẳng ai dự báo trước điều này – đó là con đường các phát minh vẫn ra đời.
Nhưng ông thích những bộ phận cải tiến mới?
Trong đời mình, tôi đã từng thấy những thứ không thể tin nổi. Tôi vẫn nhớ cái ngày chúng tôi nhìn thấy chiếc máy
tính khoa học đầu tiên của chúng tôi tại viện nghiên cứu – chuyện xảy ra cách nay phải 25-30 năm rồi, hay đại khái
là chừng ấy năm. Có một nhóm trong số chúng tôi đã ngồi ở đó suốt cả buổi chiều để nhấn các phép tính và chúng
tôi hoàn toàn bị kích động bởi chuyện này.

Tôi thích có những sản phẩm quảng cáo mới nhất. Tôi đã đặt mua một chiếc iPhone 4 [Zeilinger còn sở hữu một
chiếc iPad]. Tôi chỉ thích chơi với những thứ này, thậm chí khi tôi biết mình sẽ chỉ sử dụng một phần nhỏ trong số
các công năng của chúng mà thôi.
Ông cũng nói ông muốn trẻ con được tiếp xúc với cơ học lượng tử khi còn nhỏ tuổi. Sao thế?
Tôi đã nói điều này nhiều năm rồi và tôi nghĩ tôi nên làm như vậy. Tôi muốn gặp những người có suy nghĩ theo
hướng này, họ sẽ giúp tôi cho bọn trẻ tiếp xúc rất sớm với vật lí lượng tử. Rõ ràng bạn không thể nói với chúng về
các trạng thái lượng tử và không gian Hilbert, nhưng một cách có thể làm như vậy là có các hiện tượng lượng tử
được mô phỏng trên máy vi tính. Nó có thể là một trò chơi hoạt động theo các nguyên lí của cơ học lượng tử, chứ
không theo các nguyên lí của cơ học cổ điển. Và chúng ta có thể xem bọn trẻ có khả năng chơi với nó không, mặc dù
chúng không biết cái gì nằm ẩn sau nó.
Hoặc tôi đang nghĩ tới việc đơn giản là cho chúng xem các hiện tượng trên máy vi tính, thí dụ như mô phỏng của các
thí nghiệm rất đơn giản. Có lẽ nếu bọn trẻ chơi được với những trò này, thì chúng có thể phát triển một kiểu trực giác
rất khác.

tạo ra bởi một số loại tiến trình cộng, trong đó những
Trong tự nhiên, số 1 luôn chiếm con số lớn ít có khả năng xuất hiện hơn những con số
ưu thế nhỏ. Bỏ qua sự trông đợi theo trực giác của nhiều
người rằng sự phân bố của những chữ số đầu tiên là
đồng đều, định luật Benford thật ra có ứng dụng thực
tiễn là một phương tiện phát hiện gian lận (vì những
con số bịa đặt có xu hướng không tuân theo định luật
trên). “Khi lần đầu tiên tôi nói với mọi người về điều
kiện trên, thường thì phản ứng của họ là đó chắc chắn
là một trò lừa đảo”, Sambridge nói. “Nó đơn giản đến
mức quái lạ, và thật ra thì nó đúng”.
Từ tia gamma đến sự phát thải khí nhà kính
Trong nghiên cứu mới nhất, Sambridge, làm việc cùng

người đồng nghiệp tại trường Đại học quốc gia
Australia, Hrvoje Tkalcic và Andrew Jackson ở trường
Biểu đồ mô tả tỉ lệ phần trăm các nước có chữ số tương ứng là ETH Zürich, nghiên cứu sự phân bố của những chữ số
chữ số đầu tiên của dân số nước đó (các cột màu đỏ). (Ảnh:
Jakob Scholbach)
đầu tiên từ 15 bộ dữ liệu chứa tổng cộng hơn 750.000
con số. Những dữ liệu này được trích ra từ nhiều
Cái từng được xem đơn giản là một sự hiếu kì toán ngành khoa học, đa dạng từ thông lượng photon phát
học có thể trở thành một công cụ khoa học có sức ra từ các nguồn tia gamma xa xôi cho đến sự phát khí
mạnh. Đó là quan điểm của một nhóm nhà địa vật lí, thải nhà kính của một nước và số người bị lây nhiễm
họ nhận thấy rằng định luật Benford – định luật tiên những căn bệnh khác nhau. Họ nhận thấy mỗi bộ dữ
đoán sự phân bố không đều của những chữ số đầu tiên liệu đều tuân theo định luật Benford.
trong các quan sát thế giới thực – thật sự giữ vai trò
nào đó trong một nhiều lĩnh vực khác nhau của dữ liệu Theo Sambridge, định luật trên có thể dùng để cải
khoa học. Các nhà nghiên cứu tin rằng việc tìm kiếm thiện các mô phỏng trên máy tính của các quá trình vật
các sai lệch khỏi sự phân bố này trong dữ liệu quan sát lí phức tạp có dữ liệu tuân theo phân bố Benford, thí
có thể, thí dụ, làm tăng khả năng xác nhận động đất và dụ như dữ liệu cơ sở của khí hậu Trái đất. Các nhà
cải thiện các mô phỏng máy tính của khí hậu. nghiên cứu còn tin rằng định luật trên có giúp phân
biệt giữa động đất và các nguồn chấn động khác, thí
Năm 1938, Frank Benford đã khái quát hóa một ý kiến dụ như các vụ nổ hạt nhân. Họ nhận thấy dữ liệu địa
vốn được nêu ra lần đầu bởi nhà thiên văn học thế kỉ chấn thu từ trận động đất gây ra thảm họa sóng thần
thứ 19 Simon Newcomb rằng những chữ số đầu tiên châu Á hồi tháng 12 năm 2004, thu thập ở Peru, tuân
do các quan sát thế giới thực mang lại xuất hiện với theo phân bố Benford, còn tín hiệu nhiễu nền có trước
xác suất log10(1 + 1/D), trong đó D là giá trị của chữ trận động đất thì không.
số đó. Điều này có nghĩa là các con số bắt đầu với số 1
sẽ xuất hiện khoảng 30% thời gian trong tự nhiên, còn Ngoài ra, bằng cách phân tích dữ liệu do một nhà địa
tỉ lệ những con số bắt đầu với số 2 sẽ là khoảng 17% chấn ở Canberra thu thập, họ còn có thể nhận ra một
và những con số bắt đầu với số 9 chỉ là 4%. Benford trận động đất nhỏ trước đây không quan sát thấy xảy
cho rằng sự thịnh hành của những chữ số thấp là đúng ra ở thủ đô Australia cùng lúc với trận động đất châu
cho dù viết theo cơ số nào đi nữa, và ông đi tới chứng Á. “Hóa ra bạn chẳng phải nghiên cứu các dạng sóng
minh rằng định luật, ngày nay mang tên ông, áp dụng địa chất chi tiết làm gì”, Sambridge nói. “Chỉ những
được cho dữ liệu mô tả mọi thứ từ dân cư thành thị chữ số đầu tiên của dữ liệu dịch chuyển là đủ rồi”.
cho đến chiều dài của những con sông.
Có thể áp dụng cho dữ liệu của bạn
Malcolm Sambridge, một nhà địa chấn học tại trường
Đại học quốc gia Australia ở Canberra, phát biểu rằng, Sambridge và các đồng nghiệp thúc giục các nhà khoa
nói chung, định luật đó áp dụng được cho dãy số được học khác nên xem xét kĩ lưỡng dữ liệu của họ nhằm
tìm kiếm những kết quả tương tự. Thật vậy, họ nói,

định luật Benford “có khả năng phát huy tác dụng dữ liệu có tuân theo định luật đó hay không. Hill đã
trong các khoa học với các tập hợp dữ liệu có ngưỡng chứng minh về toán học hồi năm 1995 rằng định luật
động vừa đủ”; nói cách khác là những bộ dữ liệu có Benford là định luật vạn vật khả dĩ duy nhất mô tả sự
giá trị phân tán ít nhất là vài bậc độ lớn, như với phân bố của các chữ số bất biến dưới những dự biến
trường hợp dữ liệu mà họ đã nghiên cứu. thiên cấp độ (thí dụ, nó không phụ thuộc chuyện đơn
vị trình bày là mét hay kilo mét). Chẳng một ai khác
Tuy nhiên, nhà toán học Theodore Hill thuộc Viện từng phát hiện ra một nguyên lí chung có thể dự đoán
Công nghệ Georgia ở Mĩ vẫn có chút cảnh giác. Ông chính xác rằng loại tập hợp dữ liệu nào sẽ tuân theo
nói nhóm của Sambridge cung cấp “bằng chứng có định luật trên. “Tính vạn vật của định luật Benford”,
sức thuyết phục nữa rằng định luật Benford áp dụng ông nói, “đặc biệt là trong dữ liệu thực, vẫn là bí ẩn”.
được cho nhiều ngành khoa học”, nhưng ông không
tin rằng ngưỡng động đó đủ để xác định xem một bộ Nguồn: physicsworld.com

Phát hiện một vùng ấm áp, kì lạ trên một hành tinh ngoại
Các quan sát do Kính thiên văn vũ trụ Spitzer của NASA thực hiện tiết lộ một hành tinh xa xôi có một đốm ấm áp ở
nơi đúng ra không có nó.
Kính thiên văn vũ trụ Spitzer của NASA vừa tìm thấy phần nóng nhất của một hành tinh xa xôi, tên gọi là Andromedae b,
không nằm ngay bên dưới ngôi sao chủ của nó như trông đợi. Ảnh: NASA/JPL-Caltech
Hành tinh khí khổng lồ trên, tên gọi là upsilon Astrophysical Journal. “Rõ ràng chúng ta hiểu về
Andromedae b, quay gần xung quanh ngôi sao của nó, năng lượng tính khí quyển của các Mộc tinh nóng kém
với một mặt luôn sôi sùng sục dưới nhiệt lượng lớn hơn cái chúng ta nghĩ chúng ta đã hiểu”.
của ngôi sao. Nó thuộc về một họ hành tinh gọi tên là
các Mộc tinh nóng, gọi như vậy vì cấu tạo chất khí,
kích cỡ lớn, và nhiệt độ như thiêu như đốt của chúng.
Người ta có nghĩ rằng phần nóng nhất của những hành

tinh này sẽ nằm ngay bên dưới mặt đối diện với ngôi
sao, nhưng các quan sát trước đây cho thấy các đốm
nóng của chúng có thể từ từ dịch chuyển ra khỏi điểm
này. Các nhà thiên văn cho rằng những cơn gió hung
tợn có thể đang đẩy vật chất khí, nóng, đi vòng quanh
hành tinh.
Nhưng kết quả mới lại có thể đưa lí thuyết này vào
nghi vấn. Sử dụng Spitzer, một đài thiên văn hồng
ngoại, các nhà thiên văn nhận thấy đốm nóng của
upsilon Andromedae b bị rỗng một lỗ lớn đến 80 độ. Biểu đồ từ Kính thiên văn vũ trụ Spitzer của NASA thể hiện cách
Về cơ bản, đốm nóng đó nằm trên mặt của hành tinh thức các nhà thiên văn định vị một đốm nóng trên một hành tinh
thay vì nằm trực tiếp dưới ánh chói của ngôi sao. khí khổng lồ xa xôi tên gọi là upsilon Andromedae b – và biết
rằng nó nằm không đúng chỗ. Ảnh: NASA/JPL-Caltech/UCLA
“Chúng tôi thật sự chẳng trông đợi tìm thấy một đốm
nóng với một lỗ rỗng lớn như vậy”, phát biểu của Ian Các kết quả trên là một phần của một lĩnh vực đang
Crossfield, tác giả đứng đầu bài báo mới trình bày phát triển của khoa học khí quyển hành tinh ngoại, đã
khám phá trên, đăng trên số sắp phát hành của tạp chí được đi tiên phong bởi Spitzer hồi năm 2005, khi nó

trở thành kính thiên văn đầu tiên phát hiện trực tiếp ra trọn phía đối diện ngôi sao của nó. Tương tự, người ta
các photon đến từ một hành tinh ngoại, hay một hành có thể nghĩ hệ sẽ xuất hiện tối nhất khi hành tinh lượn
tinh đang quay xung quanh một ngôi sao khác ngoài vòng về phía Trái đất, trưng ra mặt sau của nó. Nhưng
mặt trời của chúng ta. Kể từ đó, Spitzer, cùng với hệ lại sáng nhất khi hành tinh ở bên cạnh ngôi sao, với
Kính thiên văn vũ trụ Hubble của NASA, đã nghiên mặt bên của nó đối diện với Trái đất. Điều này có
cứu khí quyển của một vài Mộc tinh nóng, tìm thấy nghĩa là phần nóng nhất của hành tinh không nằm
nước, methane, carbon dioxide và carbon monoxide. dưới ngôi sao của nó. Nó thuộc loại giống như là đi ra
bờ biển lúc hoàng hôn để cảm nhận nhiều nhiệt nhất.
Trong nghiên cứu mới, các nhà thiên văn báo cáo các Các nhà nghiên cứu không biết chắc vì sao có thể xảy
quan sát về upsilon Andromedae b thực hiện qua 5 ra điều như vậy.
ngày vào tháng 2 năm 2009. Hành tinh này quay xung
quanh ngôi sao của nó mỗi vòng mất 4,6 ngày, khi đo Họ đoán rằng một số khả năng nào đó, trong đó có
bằng “kĩ thuật lắc lư”, hay kĩ thuật vận tốc xuyên tấm, những cơn gió siêu thanh kích hoạt những con sóng
với các kính thiên văn mặt đất. Nó không đi qua phía xung kích làm vật chất nóng lên, và các tương tác từ
trước ngôi sao của nó như nhiều Mộc tinh nóng khác giữa ngôi sao và hành tinh. Nhưng đây là sự suy đoán
mà Spitzer đã nghiên cứu. thôi. Khi có nhiều Mộc tinh nóng được khảo sát hơn,
các nhà thiên văn sẽ kiểm tra được các lí thuyết mới.
Spitzer đo được tổng lượng ánh sáng đến từ ngôi sao
và hành tinh trên, vì hành tinh quay vòng tròn. Kính “Đây là một kết quả rất bất ngờ”, phát biểu của
thiên văn không thể nhìn thấy hành tinh trên một cách Michael Werner, nhà khoa học dự án Spitzer tại Phòng
trực tiếp, nhưng nó có thể phát hiện ra các biến thiên thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở Pasadena,
trong tổng lượng ánh sáng hồng ngoại đến từ hệ tăng California, người không có liên quan trong nghiên cứu
lên khi phía nóng của hành tinh tiến vào hướng nhìn trên. “Spitzer đang cho chúng ta thấy rằng chúng ta
của Trái đất. Phần nóng nhất của hành tinh trên sẽ giải còn lâu mới hiểu nổi những thế giới ngoài hành tinh
phóng phần lớn ánh sáng hồng ngoại. này”.
Người ta có nghĩ hệ trên sẽ xuất hiện sáng nhất khi Nguồn: JPL/NASA, PhysOrg.com
hành tinh ở ngay bên dưới ngôi sao, nhờ đó cho thấy

“Lần đầu tiên chúng tôi đã chụp ảnh trực tiếp các đơn
Lần đầu tiên chụp ảnh trực tiếp cực từ xuất hiện bên trong một siêu chất liệu nano sản
các đơn cực từ xuất nhân tạo gồm những nam châm nhỏ xíu có kích
cỡ chừng hai trăm nano mét”, giáo sư Braun giải thích.
Các nhà khoa học đã chụp được những hình ảnh trực
tiếp đầu tiên của các đơn cực từ vốn đã được nghĩ ra
Đúng như Dirac tiên đoán, các đơn cực từ đã được các
trên lí thuyết từ đầu những năm 1930 bởi nhà vật lí
nhà nghiên cứu quan sát thấy xuất hiện cùng với “các
người Anh-Thụy Sĩ Dirac, ông đã chỉ ra sự tồn tại của
dây gắn” – cái gọi là ‘dây Dirac’ dẫn từ thông vào đơn
chúng là phù hợp với lí thuyết tối hậu của vật chất –
cực từ theo kiểu giống hệt như cách vòi tưới vườn đưa
thuyết lượng tử.
nước vào bình phun.
Đội khoa học đã có thể chụp những hình ảnh trực tiếp
đầu tiên của các đơn cực từ khó nắm bắt trên cùng với
các dây Dirac gắn liền với chúng ở nhiệt độ phòng.
Ảnh thể hiện 12 micro mét x 12 micro mét của siêu chất liệu từ
nhân tạo, trong đó các đơn cực từ có thể nhìn thấy tại mỗi đầu
Ảnh minh họa các đơn cực từ biểu diễn dưới dạng những quả cầu
của các dây Dirac, nhìn thấy dưới dạng các vạch tối. Các vùng
lớn nằm tại các đầu dây Dirac. Các lưỡng cực được biểu diễn
tối tương ứng với các hòn đảo từ nơi sự từ hóa bị đảo ngược.
dạng các quả tạ từ tích và dây Dirac tương ứng với một dây tạ bị
(Ảnh: Viện Paul Scherrer)
đảo lộn thể hiện bằng màu đen.
Theo các kết quả công bố trên tờ tạp chí khoa học Các thí nghiệm cho thấy trực tiếp làm thế nào cực bắc
hàng đầu Nature Physics vào hôm 17 tháng 10 năm và cực nam phân tách với nhau trong một trường
2010, thì các nhà khoa học đã có thể chụp ảnh trực ngoài, tạo ra dây Dirac trên đường đi của chúng, “một
tiếp các đơn cực từ bằng cách sử dụng bức xạ tia X thực tế mà chúng tôi có thể giải thích trong khuôn khổ
cường độ cao phát ra từ Nguồn Sáng Thụy Sĩ tại Viện một mô hình lí thuyết”, theo lời nghiên cứu sinh hậu
Paul Scherrer. tiến sĩ Remo Hügli, người cùng với giáo sư Braun xây
dựng lí thuyết cho thí nghiệm trên.
“Một đơn cực từ một hạt ‘giả định’ là một nam châm
có duy nhất một cực từ”, theo nhà vật lí lí thuyết, giáo Khi các nhà nghiên cứu khảo sát cách các đơn cực từ
sư Hans-Benjamin Braun ở Khoa Vật lí, trường Đại di chuyển, họ nhận thấy mỗi lần họ tăng từ trường đặt
học College Dublin (UCD), người cùng lãnh đạo vào thì chúng kích thích một đợt thác đảo ngược từ
nghiên cứu trên với tiến sĩ Laura Heyderman thuộc hóa của những hòn đảo từ liền kề, giống như một hàng
Viện Paul Scherrer ở Thụy Sĩ. domino bị đổ. Những loại thác lở này không chỉ hạn
chế với các hệ từ, mà ngoài các đối tác băng và tuyết
“Một số lí thuyết quan trọng nhất giải thích vật chất của chúng, chúng còn có thể tự biểu hiện trong cát,
lượng tử hành xử như thế nào trong vũ trụ xây dựng trong những trận động đất, và trong sự khủng hoảng
trên sự tồn tại của chúng, nhưng chúng đã lãng tránh thị trường chứng khoán.
sự ghi ảnh trực tiếp kể từ khi lần đầu tiên chúng được
hình thành trên lí thuyết hồi thập niên 1930”. Nghiên cứu trên, do Tổ chức Khoa học Ireland và Tổ
chức Khoa học quốc gia Thụy Sĩ tài trợ, cuối cùng có
thể hỗ trợ các nhà khoa học trong việc tìm hiểu cách

thức các đơn cực từ có thể đã tương tác trong vũ trụ sơ Được phôi thai bởi nhà vật lí lí thuyết người Anh-
khai. Thụy Sĩ, Paul Dirac, vào năm 1931, các đơn cực từ đã
được Castelnovo, Moessner và Sondhi đề xuất là xuất
Nhưng, các kết quả trên cũng còn có tác dụng với các hiện dưới dạng các giả hạt trong cái gọi là các hệ băng
ứng dụng dễ thấy hơn trong công nghệ truyền và lưu spin pyrochlore, vào năm 2008.
trữ dữ liệu. Cho đến nay, chỉ có các điện tích được sử
dụng trong xử lí thông tin và việc sử dụng các từ tích Bằng chứng ban đầu cho các đơn cực từ như vậy và
có thể mang lại lợi thế đáng kể về công suất tiêu thụ các dây Dirac đi cùng trong các hệ pyrochlore tại nhiệt
và tốc độ xử lí. độ thấp đã được báo cáo vào tháng 10 năm 2009 bởi
các nhà khoa học người Nhật Bản, Đức, Pháp, và Anh.
Các đĩa cứng hiện nay lưu trữ dữ liệu bằng phương Nghiên cứu hiện nay cung cấp thêm bằng chứng
pháp từ tính, và thế hệ tiếp theo của chúng có khả không gian trực tiếp đầu tiên cho các đơn cực từ và
năng nhất sẽ được chế tạo từ những nam châm độc lập dây Dirac đi cùng. Hệ vật liệu sản xuất nhân tạo trên
nhỏ xíu thuộc loại đã được khảo sát trong nghiên cứu cho phép thao tác với các đơn cực từ ở nhiệt độ phòng,
này. Như vậy, với kiến thức được cải thiện về hành một tiến bộ đáng kể mở ra cánh cửa rộng bước sang
trạng của các đơn cực từ, các nhà khoa học sẽ có thể các ứng dụng trong lĩnh vực lưu trữ dữ liệu.
phát triển các ổ đĩa cứng với mật độ lưu trữ dữ liệu
cao hơn và tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Nguồn: Đại học College Dublin, PhysOrg.com

Các nguyên tử nặng sắp va chạm
tại LHC
Cỗ máy va chạm hạt mạnh nhất thế giới đang nỗ lực
cho các hạt ion nặng chuyển động điên cuồng để khảo
sát những micro giây đầu tiên của vũ trụ.
Máy Va chạm Hadron Lớn tại CERN, gần Geneva, đã

đáp ứng mục tiêu 2010 của nó với số lượng va chạm
proton. Nó sắp cho các ion chì va chạm vào nhau
trong tháng 11 tới.
“Đó là một trong những bước tiến lớn nhất mà bất kì

cỗ máy va chạm nào từng thực hiện so với máy tiền
nhiệm của nó, có lẽ là lớn nhất trong lịch sử”, theo lời
John Jowett, trưởng nhóm điều hành ion nặng tại
LHC. Khi các ion trên lao vào nhau, chúng sẽ tạo ra
một quả cầu lửa gồm các quark và gluon cấu tạo nên
các proton và neutron. Năng lượng va chạm đó sẽ bỏ
xa năng lượng thu được bởi cỗ máy giữ kỉ lục hiện
nay, Máy Va chạm Ion Nặng Tương đối tính (RHIC)
tại Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven ở New
York.
Trái với sự trông đợi ban đầu, các va chạm RHIC cho
thấy các hạt trong món súp quark và gluon hành xử
như thể chúng ở trong một chất lỏng. Sẽ thật thú vị khi
chứng kiến xem hành trạng này có xuất hiện tại các
nhiệt độ cao hơn của LHC hay không, theo lời nhà
nghiên cứu Peter Steinberg ở Brookhaven.

Lượng giãn ra này, đo bằng một đại lượng gọi là độ
Phát hiện thiên hà xa xôi nhất từ lệch đỏ, là 8,55, cho thấy ánh sáng mất hơn 13,1 tỉ
trước đến nay năm mới tới được với chúng ta. Chúng ta thấy thiên hà
đó khi nó xuất hiện lúc chưa tới 600 triệu năm sau khi
Một ánh le lói mờ nhạt đã được Kính thiên văn vũ trụ Big Bang xảy ra, cách nay chừng 13,7 tỉ năm trước.
Hubble xác nhận là thuộc về một thiên hà là vật thể xa
xôi nhất từng được tìm thấy, tính từ trước đến nay. “Chúng tôi đã xác nhận một thiên hà phát hiện bởi
Thiên hà trên giúp các nhà khoa học có thêm một cánh Hubble trước đây là vật thể xa xôi nhất được nhận
cửa sổ mới nhìn vào vũ trụ nguyên thủy. dạng tính cho đến nay trong Vũ trụ”, Lehnert nói. Kỉ
lục cho vật thể xa xôi nhất trước đây thuộc về một
Camera Trường Rộng 3 của Kính thiên văn vũ trụ ngôi sao tự hủy với độ lệch đỏ 8,2 – nghĩa là vụ nổ
Hubble đã nhận ra vật thể trên dưới dạng một đốm xảy ra lúc vũ trụ 630 triệu năm tuổi.
sáng hồng ngoại mờ nhạt trong các quan sát thực hiện
hồi tháng 8 và tháng 9 năm 2009. Các ứng cử viên không chắc chắn ở những độ lệch đỏ
còn cao hơn so với thiên hà vừa tìm thấy đã được báo
Người ta nghi ngờ nó là một thiên hà ở rất xa vì ánh cáo, nhưng chúng không được xác nhận với các phép
sáng của nó bị lệch đỏ mạnh, đúng như trông đợi đối đo phổ ánh sáng. Cho đến nay, thiên hà xa xôi nhất
với ánh sáng đã truyền đi hàng tỉ năm để đến với Trái được xác nhận bằng phương pháp quang phổ có độ
đất. Sự giãn nở của vũ trụ làm kéo căng các sóng ánh lệch đổ là 6,96.
sáng, đẩy chúng đến những bước sóng dài hơn, đỏ
hơn.
Nhưng ban đầu các nhà thiên văn không thể bác bỏ
khả năng rằng vật thể trên có thể thực chất có màu đỏ
và ở gần Trái đất hơn nhiều, ví dụ một ngôi sao lùn
nâu trong thiên hà của chúng ta. Camera Hubble
không được trang bị khả năng đo phổ ánh sáng chi tiết
cần thiết để phân biệt giữa những khả năng như vậy.
Nay, các nhà nghiên cứu tiếp tục thực hiện với kính
thiên văn 8,2 m tại Đài thiên văn Nam châu Âu ở
Chile, cho thấy vật thể trên nằm xa bên ngoài Dải
Ngân hà. Ánh sáng của nó có vẻ như hơn 13,1 tỉ năm
tuổi, khiến nó là vật thể xa xôi nhất từng được xác Thiên hà xa xôi, tên gọi là UDFy-38135539, xuất hiện dưới dạng
nhận tính cho đến nay. một đốm mờ nhạt bên trong vòng trong màu đỏ trong ảnh này,
chụp bởi Kính thiên văn vũ trụ Hubble. (Ảnh: NASA/ESA/G
Illingworth/UCO/Đài thiên văn Lick/UCSC/Đội HUDF09)
Độ lệch đỏ cao
Sương mù nguyên thủy
Một đội đứng đầu bởi Matt Lehnert ở Đài thiên văn
Paris, Pháp, đã sử dụng kính thiên văn Hubble nhìn
Khoảng cách cực xa của thiên hà mới này – đặt tên là
vào vật thể trên trong 16 giờ để đo phổ ánh sáng của
UDFy-38135539 – cung cấp các gợi ý về cách thức
nó. Những chỗ lồi và lõm trong quang phổ - tương
sương mù nguyên thủy bị xua tan để làm cho vũ trụ
ứng với ánh sáng phát ra hoặc bị hấp thụ - có một cực
trong suốt hơn đối với ánh sáng. Phần lớn ánh sáng
đại tại bước sóng 1,16 micro mét. Đội nghiên cứu nói
sao trong vài trăm triệu năm đầu tiên của sự tồn tại của
cực đại trên có khả năng nhất là do ánh chói của chất
vũ trụ nhanh chóng bị hấp thụ bởi chất khí hydrogen
khí hydrogen nóng từ một thiên hà ở xa gây ra. Ánh
tràn khắp vũ trụ.
sáng ban đầu có bước sóng 0,122 micro mét nhưng
trong hành trình đến với Trái đất, nó đã bị kéo giãn ra.
Các nguyên tử hydrogen này cuối cùng phân li thành
các proton và electron cấu thành của chúng – một quá
trình gọi là sự ion hóa trở lại – bởi các nguồn bức xạ

có cường độ vẫn còn gây tranh cãi, dẫn tới vũ trụ Smithsonian ở Massachusetts. Nhưng Loeb, người
trong suốt hơn mà chúng ta thấy ngày nay. không thuộc đội của Lehnert, cho biết các đóng góp từ
bầu khí quyển của Trái đất có thể mang đến thêm một
UDFy-38135539 tồn tại vào lúc lớp sương mù đó vẫn số sai số cho khoảng cách của thiên hà trên.
đang trong quá trình tan đi. Nhưng thật ra thì có những
dấu hiệu dễ thấy cho biết phần lớn hydrogen xung Đội nghiên cứu thừa nhận rằng có khả năng là cực đại
quanh nó đã bị ion hóa trở lại. trong quang phổ ấy là do oxygen chứ không phải
hydrogen, mang đến cho nó một độ lệch đỏ thấp hơn
Lehnert và các đồng nghiệp tính được bức xạ phát ra nhiều, là 2,12. Sự thăng giáng của khí quyển Trái đất
từ bản thân thiên hà trên không đủ để làm công việc có thẻ làm cho ánh sáng phát ra từ oxygen, cái tạo ra
đó, cho nên nó phải có sự trợ giúp, có lẽ từ một đám các cặp cực đại, bị nhòe thành một cực đại trông tựa
thiên hà nhỏ hơn xung quanh nó quá mờ nhạt nên như phổ tạo ra bởi hydrogen. Nhưng đội nghiên cứu
không nhìn thấy. tính ra được là sự nhòe đi này chỉ xảy ra trong 0,1%
trong số các quan sát, cho nên có khả năng đây chẳng
“Rất thú vị là chúng ta đã có bằng chứng khả dĩ cho phải là trường hợp đó.
một thiên hà ở độ lệch đỏ phá kỉ lục”, phát biểu của
Avi Loev thuộc Trung tâm Thiên văn Vật lí Harvard- Nguồn: PhysOrg.com

Bức xạ Hawking trong phòng thí nghiệm
Sơ đồ thí nghiệm dùng để phát hiện ra cái tương tự bức xạ Hawking. Xung laser vào tập trung vào một mẩu silic nóng chảy và các photon
được thu gom ở góc 90o so với các xung tới. (Ảnh: Daniele Faccio)
Đó là một trong những ý tưởng tinh tế nhất của Zealand, người không có liên quan trong nghiên cứu
Stephen Hawking: tiên đoán năm 1974 rằng các lỗ đen trên.
không hoàn toàn đen, mà phát ra một dòng bức xạ đều
đặn. Sự xác nhận thực nghiệm của bức xạ Hawking có Cội nguồn ở cơ học lượng tử
lẽ sẽ mang đến cho nhà vũ trụ học người Anh 68 tuổi
này một Giải Nobel Vật lí. Nhưng đáng tiếc, không Lí thuyết của Hawkign bắt nguồn từ nguyên lí bất định
một ai có thể phát hiện ra một tín hiệu lỗ đen vì nó quá trong cơ học lượng, nguyên lí cho chúng ta biết rằng
yếu so với bức xạ nền của vũ trụ. các cặp hạt liên tục thoắt ẩn thoắt hiện, kể cả trong
chân không. Đa phần thời gian thì những hạt này hủy
Tuy nhiên, cơ hội giành giải Nobel của Hawking có lẽ lẫn nhau hầu như ngay khi chúng vừa sinh ra, nhưng
đang tăng lên, nhờ một bài báo sẽ sớm công bố trên điều này sẽ không còn đúng tại rìa của một lỗ đen, nơi
tạp chí Physical Review Letters. Trong công trình này, được gọi là chân trời sự cố, tại đó sự hấp dẫn trở nên
các nhà vật lí người Italy mô tả cái nhiều người tin là mạnh đến mức kể cả ánh sáng cũng chẳng thoát ra
phép đo đầu tiên của bức xạ Hawking phát ra từ một được. Thành ra nếu một cặp hạt sinh ra ở hai phía
“cái tương tự” lỗ đen trong phòng thí nghiệm. điểm này, thì một hạt sẽ bị nuốt vào lỗ đen, còn hạt kia
thì thoát ra ngoài – và hạt thoát ra này sẽ trở thành bức
Nghiên cứu trên đã khuấy lên một cuộc tranh cãi về xạ Hawking.
cái thật sự cấu thành nên bức xạ Hawking, và bằng
chứng trên cơ sở phòng thí nghiệm như thế có thể giúp Vì hiện nay, người ta không thể quan sát bức xạ
đưa Hawking thành một đối thủ nặng kí cho Giải Hawking đối với các lỗ đen thực tế, nên trong thời
Nobel hay không. gian gần đây, các nhà vật lí đã chuyển sang khảo sát
những cái tương tự lỗ đen trong phòng thí nghiệm có
“Chúng ta không có bất kì bằng chứng quan sát nào từ thể bắt chước hành trạng của các đối tác thiên văn vật
các lỗ đen thiên văn vật lí về sự tồn tại của hiệu ứng lí của chúng. Một loại tương tự như thế sử dụng laser
Hawking, và sẽ cực kì khó khăn để chúng ta có được để mô phỏng một chân trời sự cố, vì ánh sáng cường
một bằng chứng như vậy, cho nên bất kì phương pháp độ cao có thể làm biến đổi chiết suất của một môi
nào xác nhận được tiên đoán của Hawking cũng có trường, đại lượng chi phối tốc độ truyền ánh sáng. Nói
tầm quan trọng rất lớn đối với cộng đồng khoa học”, đơn giản thì việc chiếu một laser cường độ mạnh qua
phát biểu của Matt Visser, một chuyên gia về các vật thủy tinh tạo ra một đỉnh chiết suất: bất kì photon nào
tương tự hấp dẫn tại trường Đại học Wellington, New ở phía trước đỉnh này thì có thể truyền về phía trước,
còn những photon ở đằng sau và cố gắng truyền về

phía trước thì bị chậm dần đến mức dừng lại hẳn – bức xạ Hawking tại trường Đại học Paris-Sud 11,
chúng đã bị bắt, giống như trong một lỗ đen thật sự. Pháp. Parentani tin rằng, từ trước đến nay, chưa hề có
ai từng định nghĩa xem cái gì cấu tạo nên bức xạ
Đây là loại hệ được sử dụng trong nghiên cứu mới Hawking thuần túy, và các nhà nghiên cứu nên tập
nhất của Daniele Faccio và các đồng nghiệp ở trường trung vào xác định xem những khía cạnh nào của hiện
Đại học Insubria và các trường viện Italy khác. Họ đặt tượng ấy mà một thí nghiệm đã thành công trong việc
một máy dò photon và một quang phổ kế ở những góc chứng minh. “Bằng cách nào đó, chúng ta phải đưa ra
thích hợp so với hướng của chùm tia laser truyền qua một danh sách những tính chất đặc biệt mô tả đặc
thủy tinh để bắt giữ bất kì photon nào ra đời tự phát tại trưng cho bức xạ Hawking chuẩn”, ông nói.
chân trời sự cố được mô phỏng. Nhiễu amid xuất hiện
do các khiếm khuyết huỳnh quang trong thủy tinh, vì Sự vướng víu có thể là một luận cứ có sức mạnh
thế nhóm của Faccio đã có thể thu được một tín hiệu
photon với bước sóng trong khoảng từ 850 đến 900 Một cách thuyết phục những người còn nghi ngờ có lẽ
nm. Vì không có sự phát xạ huỳnh quang nào khác là đo đồng thời các photon phát ra ở cả hai phí của
được biết trong vùng này, nên các nhà nghiên cứu đỉnh chiết suất. Nếu chúng bị vướng víu theo ý nghĩa
khẳng định, các photon này phải là bức xạ Hawking. cơ lượng tử, thì đây sẽ là bắng chứng chắc chắn rằng
chúng được sinh ra cùng nhau tại chân trời sự cố.
Một số người đồng ý, nhưng không phải ai cũng Leonhardt tâm sự với physicsworld.com rằng ông
vậy trông đợi có các kết quả cho một thí nghiệm như vậy
trong chừng một năm tới, hoặc sớm hơn.
Một số nghiên cứu độc lập tán thành kết quả trên,
đáng chú ý là trong đó có Ulf Leonhardt, một nhà vật Về cơ hội nhận giải Nobel của Hawking, hầu hết các
lí ở trường Đại học Andrews, Anh quốc, người đã đi nhà vật lí đều nghĩ rằng hãy còn quá sớm để nói tới
tiên phong xây dựng cơ sở của thí nghiệm trên cách điều đó. Nhưng với tính hầu như không thể của việc
đây hai năm trước. Nhưng còn những người khác thì thực hiện một phép đo thiên văn vật lí của bức xạ
không chắc cho lắm. Hawking, và theo điều lệ của Giải Nobel, vẫn có một
cơ hội – dẫu là xa xôi – để cho ủy ban xét giải người
Một vấn đề là nhóm của Faccio không thể chứng tỏ Thụy Điển công nhận bằng chứng phòng thí nghiệm
được rằng sự phát xạ trên là một phổ “vật đen” liên của lí thuyết Hawking là đủ để vinh danh ông. Mới
tục, như phổ của một lỗ đen thiên văn vật lí phải như đây, một nhóm nghiên cứu ở Canada đã tìm thấy bằng
thế - mặc dù họ thật sự có một thiết bị để thực hiện chứng cho cái họ khẳng định là bức xạ Hawking trong
một phép đo thấu đáo như vậy, nhưng hệ thống của họ một hệ cổ điển, gốc nước (xem arXiv: 1008.1911), và
quá phân tán nên phổ vật đen có khả năng sẽ bị tiêu nhiều thí nghiệm khác có khả năng tìm thấy bằng
tán. Một vấn đề nữa là bức xạ Hawking phải chỉ phát chứng trong phòng thí nghiệm trong vòng vài tháng
ra theo hướng của laser và không vuông góc, mặc dù tới.
điều này là có thể vì cơ cấu chiết suất mạnh làm bẻ
cong ánh sáng ra bên ngoài. Câu hỏi đặt ra là những Các bạn có thể xem bản thảo bài báo trên tại arXiv:
thiếu sót như thế này có làm cho sự khẳng định “bức 1009.4634.
xạ Hawking” là không trụ được hay không?
“Câu hỏi này một phần là một câu hỏi ngữ nghĩa”,
theo lời Renaud Parentani, người chuyên nghiên cứu

tạo ra các biến dạng bên trong một tinh thể lỏng thông
Tinh thể lỏng chảy thành dòng dụng gọi là E7. Tuy nhiên, những biến dạng này là bất
đối xứng ở hai phía của các hạt và vì thế sự có mặt của
Các màn hình màu và các máy đọc điện tử có thể trở một điện trường làm cho các ion tự do và chất lỏng
nên bóng mượt hơn và sắc nét hơn nhờ một phương chứa chúng chảy dọc theo đường nối liền hai biến
pháp mới dịch chuyển “mực kĩ thuật số” trên màn dạng. Dòng chảy này có thể dùng để chuyển hướng
hình. Các nhà nghiên cứu ở Mĩ vừa giới thiệu một các hạt đi vòng quanh bên trong tinh thể lỏng. “Những
dạng linh hoạt hơn của hiện tượng điện chuyển, một kĩ biến dạng nhỏ xíu này phụ thuộc vào sự định hướng
thuật sử dụng điện trường để điều khiển các hạt lơ của các phân tử bên trong tinh thể lỏng”, Lavrentovich
lửng trong chất lỏng. Họ nói bước đột phá trên còn có giải thích.
thể phát triển cho một số ứng dụng như việc tái tạo các
điều kiện bên trong cơ thể con người. Một đặc điểm linh hoạt khác của cơ chế truyền tải như
thế này là nó có thể hoạt động với điện trường của
Sự điện chuyển truyền thống hoạt động bằng cách dòng xoay chiều lẫn một chiều. Theo các nhà nghiên
thiết lập một điện trường đều, sinh ra bởi một dòng cứu, điện trường xoay chiều thì tốt hơn trong một hệ
điện không đổi, với một chất lỏng chứa các hạt tích điện chuyển vì nó khắc phục được vấn đề gây ra bởi
điện khi đó bị cưỡng bức chuyển động. Kĩ thuật trên sự điện phân và sự vắng mặt của những dòng đều đặn.
có nhiều ứng dụng rộng rãi như các màn hiển thị điện Họ nói việc có thể làm biến thiên điện trường và có sự
chuyển và phân tích gen, trong đó người ta sử dụng chọn lựa các hạt rộng rãi hơn có thể đưa đến các hệ
hiện tượng này để sắp xếp các chuỗi ADN theo kích điện chuyển dễ điều khiển hơn.
thước.
Lavrentovich cho biết đội khoa học của ông sẵn lòng
Oleg Lavrentovich và các đồng nghiệp của ông tại kêu gọi các nhà đầu tư muốn phát triển những ứng
trường Đại học Kent State, Ohio, vừa phát triển một dụng khác nhau nảy sinh từ nghiên cứu này. Về mặt
biến thể của kĩ thuật không đòi hỏi các hạt linh động phát triển vật lí cơ sở, các nhà nghiên cứu sẽ thử tái
phải tích điện. Điều quan trọng là thay chất lỏng bằng tạo kĩ thuật điện chuyển mới của họ trong các tinh thể
một dạng lai của vật chất gọi là tinh thể lỏng, chúng lỏng gốc nước, chúng có cấu trúc có thể sánh với
biểu hiện các tính chất của chất lỏng lẫn các tính chất những điều kiện nhất định bên trong cơ thể người.
của tinh thể chất rắn. Trên lí thuyết thì việc tái tạo những môi trường này có
thể giúp người ta hiểu rõ hơn các quá trình sinh học,
Các tinh thể mất trật tự đồng thời giúp phát triển các hệ thống phân phối thuốc
và chẩn đoán bệnh.
Bằng cách đưa vào các hạt cầu gốc vàng và silic, với
đường kính chỉ vài micron, đội của Lavrentovich đã Nghiên cứu này công bố trên tạp chí Nature.
Một quả cầu thủy tinh 10 micron dìm trong một tinh thể lỏng lyotropic
chromonic (Ảnh: Israel Oleg Lavrentovich, Israel Lazo và Oleg Pishnyak)

Khi đặt một hạt trong một tinh thể lỏng, nó tạo ra các sai lệch tô pô (Ảnh:
Oleg Lavrentovich, Israel Lazo và Oleg Pishnyak)
Những biến dạng này cho phép các hạt đẩy đi trong điện trường ngoài.
(Ảnh: Oleg Lavrentovich, Israel Lazo và Oleg Pishnyak)
Các sai lệch là sự biến dạng của các định hướng phân tử bên trong tinh thể
lỏng. (Ảnh: Oleg Lavrentovich, Israel Lazo và Oleg Pishnyak)

ông còn là chủ tịch của chương trình Khoa học và Kĩ
Nghiên cứu mới nhất về graphene thuật Vật liệu của trường UC Riverside. Bộ khuếch
có thể dẫn tới các cải tiến cho tai đại graphene có tính đa năng hơn và có tốc độ nhanh
hơn do tính dẫn điện hai chiều của graphene (sự dẫn
nghe bluetooth và các dụng cụ điện bởi các điện tích dương và âm).
khác
Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Kĩ thuật Nó có thể chuyển giữa những mốt hoạt động khác
California Riverside (UCR) vừa chế tạo và thử nghiệm nhau dễ dàng bằng cách thay đổi điện áp đặt vào.
thành công một bộ khuếch đại làm từ graphene có thể Người ta trông đợi những đặc điểm này mang lại
đưa đến những mạch điện hiệu quả hơn trong các chip những con chip đơn giản hơn và nhỏ hơn, một hệ phản
điện tử, thí dụ như chip sử dụng trong tai nghe ứng nhanh hơn và tiêu hao ít năng lượng hơn.
Bluetooth và các dụng cụ thu thuế dùng trong xe hơi.
Minh chứng thực nghiệm của bộ khuếch đại graphene
đa năng được công bố trên tạp chí ACS Nano.
Việc chế tạo và thử nghiệm được tiến hành trong

Phòng thí nghiệm Dụng cụ Nano của Balandin. Các
đồng tác giả của bài báo là Guanxiong Liu, một trong
các nghiên cứu sinh của Balandin, Kartik Mohanram,
một phó giáo sư tại trường đại học Rice, và Xuebei
Yan, một trong các nghiên cứu sinh của Mohanram.
Các nhà nghiên cứu ở trường đại học Rice đã thiết kế

ra bộ khuếch đại trên và đang thử nghiệm giao thức.
Liu đã chế tạo dụng cụ trong phòng thí nghiệm UCR.
Sau đó, Liu và Yan đã thử nghiệm bộ khuếch đại trong
phòng thí nghiệm của Balandin.
Alexander Balandin, phải, và Guanxiong Liu, một trong các
nghiên cứu sinh của Balandin.
Bộ khuếch đạo ba mốt trên có thể tích điện bất cứ lúc
Graphene, một tinh thể carbon dày một nguyên tử, lần nào trong khi đang hoạt động trong ba mốt: dương, âm
đầu tiên được tách ra vào năm 2004 bởi Andre Geim hoặc cả hai. Bằng cách kết hợp ba mốt này, các nhà
và Konstantin Novoselov, họ đã giành giải Nobel vật nghiên cứu đã chứng minh bộ khuếch đại có thể thu
lí hồi đầu tháng này cho công trình đó. Graphene có được sự điều biến cần thiết cho chế độ khóa dịch pha
nhiều tính chất ngoại hạng, bao gồm tính dẫn điện và và dịch tần, những kĩ thuật được sử dụng rộng rãi
dẫn nhiệt siêu hạng, độ bền cao và sự hấp thụ quang trong các ứng dụng không dây và âm thanh.
độc nhất vô nhị.
Những ứng dụng này bao gồm: các tai nghe Bluetooth
Minh chứng tại UCR của bộ khuếch đại graphene với cho điện thoại di động; thiết bị nhận dạng tần số vô
các chức năng xử lí tín hiệu là một bước tiến quan tuyến (RFID), dùng trong các sản phẩm không dây,
trọng nữa hướng đến công nghệ graphene vì nó là một bao gồm các dụng cụ thu thuế dùng trong xe hơi, card
chuyển tiếp từ các dụng cụ graphene riêng lẻ sang các dùng chi trả tiền vận tải công cộng và các thẻ nhận
mạch điện tử và chip điện tử graphene, theo lời dạng trên động vật; và ZigBee, một giao thức truyền
Alexander Balandin, một vị giáo sư kĩ thuật điện, thông dùng trong các dụng cụ như công tắc đèn không
người thực hiện công trình trên cùng với một nghiên dây và các máy đo điện dùng trong việc chiếu sáng
cứu sinh và các nhà nghiên cứu tại trường Đại học trong nhà.
Rice.
Bộ khuếch đại ba mốt dựa trên graphene có các ưu
điểm so với các bộ khuếch đại chế tạo từ các chất bán
dẫn thông thường, thí dụ như silicon, Balandin nói –

Địa điểm va chạm là miệng hố Cabeus ở gần cực nam
Phát hiện các chất khí bất ngờ tại mặt trăng. Độ nghiêng nhỏ của trục quay của Mặt
các rìa hố va chạm trên Mặt trăng trăng cho phép lòng hố ở gần các cực bị che phủ vĩnh
viễn trước ánh sáng mặt trời trực tiếp. Không có ánh
Theo một bài báo đăng trên số ra ngày 21/10 của tạp
sáng mặt trời, nhiệt độ trong những vùng này có thấp
chí Science, Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt trăng (LRO)
xuống tới 35 đến 100 Kelvin – lạnh đến mức hầu như
của NASA và bộ thiết bị phức tạp của nó đã xác định
mọi chất dễ bay hơi đều bị giữ lại. Các va chạm tiểu
thấy hydrogen, thủy ngân và những chất dễ bay hơi
thiên thạch nhỏ tiếp tục phủ bụi lên chúng, chia tách
khác có mặt trong đất đá nằm trong bóng râm vĩnh
chúng khỏi ánh sáng mặt trời và chặn mất khả năng
cửu trên Mặt trăng.
thoát ra của chúng.
Các kết quả của LRO có giá trị đối với sự cân nhắc
trong tương lai về các địa điểm xây dựng căn cứ Mặt
trăng rô bôt và có người điều khiển. Do sự định hướng
của Mặt trăng so với Mặt trời, cho nên có những vùng
bóng tối vĩnh cửu trong các đáy hố va chạm, nhưng
cũng có những ngọn núi và vành hố hầu như luôn nằm
trong ánh nắng mặt trời, chúng sẽ cho phép lắp đặt và
vận hành các hệ thống cấp điện mặt trời. Việc phát
hiện ra nước đóng băng và các tài ngueyen khác trong
vùng trên còn có thể giảm bớt nhu cầu vận chuyển tài
nguyên từ Trái đất lên cho các nhà du hành sử dụng.
“Việc phát hiện ra thủy ngân trong đất là bất ngờ lớn
nhất, đặc biệt khi nó có độ dồi dào ngang như nước
mà LCROSS đã phát hiện ra”, theo lời Kurt
Những cú va chạm cứng làm bắn tung các mảnh vỡ ra sang bên Retherford, một thành viên của đội LAMP. “Tính độc
(trái), còn những cú va chạm mềm mang lại cột vật chất vọt lên
cao (phải). Ảnh: Đại học Brown/Peter H. Schultz và Brendan
hại của nó có thể mang đến thử thách cho sự thám
Hermalyn, NASA/Ames Vertical Gun Range. hiểm có con người”.
Do Viện nghiên cứu Tây Nam phát triển, LAMP sử dụng một
Vệ tinh Cảm biến và Quan sát Miệng hố Mặt trăng Từ
phương pháp mới lạ để săm soi vào bóng tối của những vùng
xa (LCROSS), phóng lên cùng với LRO, đã cố ý lao bóng đêm vĩnh viễn trên Mặt trăng. Quang phổ kế tử ngoại này
vào bề mặt chị Hằng hôm 9 tháng 10 năm 2009, trong quan sát bề mặt chị hằng phía ban đêm, sử dụng ánh sáng phát ra
khi các thiết bị LRO thì quan sát. Khoảng 90 s sau khi từ không gian lân cận (và các ngôi sao), cái nhận chìm mọi vật
LCROSS chạm vào Mặt trăng, LRO bay ngang qua thể trong không gian trong một ánh le lói dịu nhẹ. Ánh le lói
Lyman-alpha này không thể nhìn thấy đối với mắt người, nhưng
túm bụi do cú va chạm làm dâng lên, còn Dự án Lập
có thể nhìn thấy đối với LAMP khi nó phản xạ khỏi Mặt trăng.
Bản đồ Lyman Alpha (LAMP) và các thiết bị khác thì Các phân tích sự phát xạ, cùng với các thiết bị LRO khác, giúp
thu thập dữ liệu. Sử dụng những dữ liệu này, các thành xác định các tính chất của bề mặt chị hằng.
viên đội LAMP cuối cùng đã xác nhận sự hiện diện
của các chất khí hydrogen phân tử, carbon monoxide Sau các quan sát va chạm LCROSS, LAMP tiếp tục nghiên cứu
và thủy ngân nguyên tử, cùng với những lượng nhỏ các tính chất phản xạ tử ngoại và thành phần của bề mặt chị hằng
calcium và magnesium, cũng ở dạng khí. và thành phần của khí quyển mặt trăng. Kể từ kết luận của Ban
giám đốc Các hệ thống Thám hiểm của NASA, Ban giám đốc Sứ
mệnh Khoa học đã quyết định giám sát các nghiên cứu có chiều
“Chúng ta đã có các gợi ý từ đất đá Apollo và các mô sâu hơn đối với các thiết bị khoa học. Trong nghiên cứu khoa
hình rằng các chất dễ bay hơi mà chúng ta thấy trong học, LAMP sẽ chuyển sang đánh giá chi tiết hơn bầu khí quyển
túm bụi va chạm đã và đang được thu gom ở gần các của Mặt trăng và tính biến thiên của nó.
vùng cực của Mặt trăng”, theo lời tiến sĩ Randy
Gladstone, nhà nghiên cứu LAMP chính, thuộc Viện Nguồn: PhysOrg.com
Nghiên cứu Tây Nam ở San Antonio. “Giờ thì chúng
ta đã có sự xác nhận”.

nghiên cứu đo nó, họ nhận thấy hai tốc độ đó thật sự
Thí nghiệm nhà bếp mô phỏng bằng nhau, ngăn không cho các gợn sóng lan vào
các lỗ trắng trong và tạo ra cái tương tự với một chân trời sự cố lỗ
trắng.
Những cỗ máy va chạm tốn kém không phải là
phương thức duy nhất để khảo sát nền vật lí mới. Có Họ cũng nhận thấy giữa điểm va chạm và gờ sóng,
vẻ như nước vọt ra từ miệng vòi và lao thẳng xuống bể dầu chảy nhanh hơn tốc độ gợn sóng, làm cho mọi gợn
hành xử giống như một lỗ trắng – cái ngược lại của sóng phát sinh tại đó nhanh chóng truyền ra bên ngoài
một lỗ đen. – giống hệt như mọi thứ bên trong một lỗ trắng sẽ
thoát ra ngoài hết.
Một lỗ đen là một sự tập trung khối lượng đậm đặc
bao quanh bởi một trường hấp dẫn mạnh khủng khiếp.
Không gì rơi vào trong một bán kính nhất định xung
quanh nó, gọi là chân trời sự cố, thoát ra ngoài được.
Một lỗ trắng là cái ngược lại: chân trời sự cố của nó
cho phép mọi thứ thoát ra nhưng ngăn không cho cái
gì đi vào trong. Tuy nhiên, cho đến nay, các lỗ trắng
chỉ mới tồn tại trên lí thuyết, cho nên người ta không
thể nghiên cứu chúng bằng phương pháp quan sát.
Khi nước lao xuống chạm trúng đáy bể, nó chảy ra

phía ngoài theo mọi hướng. Ở một khoảng cách nhất
định tính từ điểm nơi nước chạm trúng bể, phần chất Gờ sóng dạng vòng hình thành khi một dòng chất lỏng chạm
lỏng loang ra nhanh chóng giảm tốc và ùn lại trước khi trúng một bề mặt phẳng hành xử giống như một chân trời sự cố
tiếp tục dòng chảy ra phía ngoài của nó, tạo ra một cái lỗ trắng (Ảnh: Germain Rousseaux/U. Nice-Sophia Antipolis)
gờ dạng vòng.
‘Thử ở nhà’
Trước đây, các nhà vật lí nghi ngờ rằng bất kì gợn
sóng nào có thể phát sinh bên ngoài cái gờ và truyền “Thí nghiệm trên xây dựng trên một ý tưởng đơn giản
về phía nó sẽ không thể nào đi qua gờ. Đây là vì tại gờ mà mọi người ai cũng có thể hiểu và thử làm ở nhà”,
sóng, nước chảy ra phía ngoài ở tốc độ cực đại mà các theo lời Ulf Leonhardt ở trường đại học St. Andrews,
gợn sóng có thể truyền vào trong, cho nên các gợn Anh quốc.
sóng sẽ không tiếp tục phát triển về phía trước, giống
như con chạy trên cối xay vậy. Điều này khiến cho gờ Daniele Faccio thuộc trường đại học Heriot-Watt ở
sóng hành xử giống như một chân trời sự cố lỗ trắng. Edinburgh, Anh, người gần đây đã sử dụng laser để
mô phỏng một chân trời sự cố, cho biết các vật tương
Nay hiện tượng này được xác nhận thực nghiệm bởi tự lỗ đen và lỗ trắng có thể mang lại những kiến thức
Germain Rousseaux ở trường Đại học Nice, Pháp, sâu sắc về cơ sở vật lí của những đối tượng kì lạ này.
cùng các đồng nghiệp của ông. Chẳng hạn, năm 1974, Stephen Hawking đã chứng
minh trên lí thuyết rằng các chân trời sự cố sẽ phát ra
Góc mở ánh sáng.
Thay vì khảo sát nước tuôn xuống bể, đội khoa học Các kính thiên văn của chúng ta không đủ nhạy để xác
khảo sát cái xảy ra khi một dòng dầu nhớt chạm trúng nhận điều này, nhưng các thí nghiệm tương đương như
một cái bể rỗng. Khi họ đặt đầu kim trên đường đi của thí nghiệm của Rousseaux có thể giúp làm sáng tỏ cơ
dầu khi nó lan ra từ điểm va chạm, nó tạo ra một nhiễu chế vật lí của sự phát xạ, cho đến nay cơ chế đó vẫn
loạn hình chữ V (xem hình). còn chưa rõ.
Góc của chữ V phụ thuộc vào tốc độ tương đối của Nguồn: New Scientist
chất lỏng và mọi gợn sóng trên bề mặt của nó. Khi đội

Thống lĩnh thị trường máy nghe nhạc di động trong
Vĩnh biệt máy hát Walkman sau suốt thập niên 1980 và đầu thập niên 1990, nhưng cuối
hơn 30 năm thịnh hành cùng Walkman đã bị thế chỗ bởi các công nghệ kĩ
thuật số đang dần xuất hiện như CD, DAT, và
Đó là phát minh đã định hình cả một thế hệ. MiniDisc của chính hãng Sony. Hơn 30 năm sau, máy
cassette Walkman bị xem là lỗi thời so với máy hát
Linh động và thời thượng, máy hát Sony Walkman MP3 và iPod.
từng là một sản phẩm thuộc loại phải có trong tay của
thanh thiếu niên hồi thập niên 1980.
Máy hát Walkman vang bóng một thời
Nhưng nay hãng Sony cho biết họ sẽ không sản xuất

các máy hát cầm tay mang tính biểu trưng này sau hơn
30 năm sản xuất liên tục.
Tin tức rằng đến nay hãng Sony mới quyết định ngừng
sản xuất có thể khiến nhiều người bất ngờ, vì họ cho Một sản phẩm đã định hình phong cách trẻ trong thập niên 1980
rằng sự phát triển của iPod và thậm chí máy hát CD đã
đưa Walkman vào viện bảo tàng lịch sử khoa học từ Nhu cầu máy hát cassette ở Nhật hiện nay chỉ hạn chế
lâu rồi. với một số ít người dùng lớn tuổi.
Theo một nữ phát ngôn viên của hãng, Sony đã ngừng Sony sẽ tiếp tục sản xuất máy cassette Walkman ở
sản xuất máy hát nhạc di động kiểu băng cassette ở Trung Quốc để cung cấp cho người dùng nước ngoài,
Nhật Bản hồi tháng 4 rồi và sẽ bán hết số máy còn bao gồm Mĩ, châu Âu và một số nước châu Á. Nhãn
trong kho. Kể từ lần ra mắt đầu tiên của sản phẩm vào hiệu Walkman tiếp tục được giữ lại là một phần trong
tháng 7 năm 1979, Sony đã bán ra 220 triệu máy hát chiến lược phát triển thị trường điện thoại di động của
Walkman trên thị trường toàn cầu. hãng.
Là một dụng cụ được chế tạo lần đầu tiên vào năm Hồi đầu năm nay, Sony cũng đã tuyên bố ngừng sản
1978 bởi người kĩ sư hãng Sony, Nobutoshi Kihara, xuất đĩa mềm 3,5 inch.
cho đồng chủ tịch hãng Sony Akio Morita, người
muốn có thể nghe nhạc opera trong những chuyến bay Nguồn: AFP, PhysOrg.com
xuyên Thái Bình Dương thường xuyên của mình.

Tổng công suất trên sẽ ngang ngửa với công suất
Nước Mĩ phê chuẩn dự án điện tuabin của một nhà máy điện hạt nhân hoặc một nhà
mặt trời lớn nhất thế giới máy nhiệt điện đốt than hiện đại cỡ lớn - theo Solar
Millennium, công ti phụ trách phát triển cơ sở trên.
Thứ hai hôm qua (25/10), nước Mĩ đã phê chuẩn giấy
phép cho dự án nhà máy điện mặt trời lớn nhất thế
Theo kế hoạch công bố trên website của hãng, Solar
giới – bao gồm bốn nhà máy điện đồ sộ, mỗi nhà máy
Millennium sẽ triển khai xây dựng Blythe trong năm
trị giá một tỉ đô la ở miền nam bang California.
nay. Lúc cao điểm xây dựng, dự án cần đến 1000 nhân
công.
Cơ sở Blythe là một trong một nhóm dự án năng

lượng hồi phục được Bộ Nội vụ Hoa Kì thông qua
trong những tuần gần đây.
Hồi đầu tháng này, Salazar đã phên chuẩn năm dự án

năng lượng hồi phục đầu tiên trên các ốc đảo công,
bốn ở California và một ở Nevada, cả hai bang đều
đang bị ảnh hưởng nặng nề bởi sự suy thoái kinh tế.
Hai tuần trước, Salazar đã phê duyệt nhà máy sản xuất
tháp gió lớn nhất thế giới trong khu công nghiệp
Pueblo, Colorado, nhà máy do công ti Đan Mạch
Cánh đồng mặt trời phát điện ở Chicago, Illinois. Vestas Wind Systems quản lí.
“Nhà máy điện mặt trời Blythe sẽ gồm bốn nhà máy Hồi đầu tuần trước, Salazar cũng vừa kí giấy phép cho
250 MW, xây dựng trên những ốc đảo nằm trong sa cánh đồng năng lượng gió lớn đầu tiên ở ngoài khơi
mạc Mojave rực nắng”, Thư kí Bộ Nội vụ Ken Salazar bang New Jersey.
cho biết.
Nguồn: AFP, PhysOrg.com
“Khi hoàn thành, dự án sẽ phát ra đến 1000 MW năng
lượng... Điện năng đó đủ để cấp cho 750.000 hộ dân
trung bình ở Mĩ và biến Blythe thành cơ sở điện mặt
trời lớn nhất thế giới”.

LED thường được chế tạo bằng cách cưa các bánh xốp
LED trên đầu ngón tay thành hàng nghìn con chip hình vuông. Để ngăn không
cho chúng quá mỏng manh, các rìa của chúng ít nhất
phải là 300 µm – vẫn còn quá dài để tạo ra các ma trận
linh hoạt trên các tấm plastic.
Đủ nhỏ để linh hoạt
Để tạo ra các LED có các cạnh chỉ 50 µm, Rogers và

các cộng sự của ông đã định hình diện tích chip với kĩ
thuật quang khắc và khắc acid. Sau đó, một kĩ thuật
ion sẽ đưa các ma trận LED này vào những chất nền
xen kẽ, trong đó chúng tiếp xúc điện và mắc nối tiếp
với nhau.
“In là một phần quan trọng của quá trình trên”, Rogers
nói. “Chúng tôi đã phát triển kĩ thuật đó đến một mức
độ tinh vi rất cao, và hiện nay chúng tôi đã thu được
Ma trận kết hợp gồm các LED và các bộ dò quang tạo thành
hiệu quả hơn 99% và độ chính xác khoảng một
găng tay có thể cho bạn biết đầu ngón tay của bạn đang chạm micron”.
gần bao nhiêu so với vật tiếp xúc. Nói chung, các dụng cụ như
thế cho phép các bộ cảm biến cự li làm việc trong nước muối, Trong khi các chất hữu cơ phát quang có thể về căn
nước xà phòng, và thủy dịch trong cơ thể sinh vật. (Ảnh: John bản làm đơn giản hóa quá trình chế tạo LED trên một
Rogers)
chất nền dẻo, nhưng các chất hữu cơ có những nhược
điểm khác nữa. “Độ sáng của chúng không thể sánh
Các diode phát quang – hay LED – đã được ứng dụng
với các LED vô cơ, và việc gói gọn chúng để tránh
trong đèn tín hiệu giao thông, màn hình ti vi và các
phô ra trước các mức độ ẩm và oxygen là cực kì khó
bóng đèn hết sức hiệu quả năng lượng. Và có thể
khăn”, Rogers giải thích.
chẳng bao lâu nữa nó còn được dùng trong các công
nghệ y khoa như làm găng tay cảm biến cự li, chỉ phẫu
thuật và các máy theo dõi dòng tĩnh mạch, nhờ sự nỗ
lực của đội nghiên cứu quốc tế, đứng đầu là John
Rogers ở trường đại học Illinois, Urbana Champaign.
Nhắm tới những ứng dụng này, Rogers và các đồng

nghiệp của ông đã khai thác một kĩ thuật in mới để tạo
ra những ma trận đèn LED đỏ hết sức nhỏ trên một
chất nền dẻo.
Giống như việc sản xuất LED thông thường, việc chế
tạo dụng cụ bắt đầu bằng cách cho lắng một chồng
gồm các lớp hợp chất bán dẫn lên trên một chất nền.
Các lớp dưới và trên, tương ứng, có sự dư thừa và
thiếu electron, và kẹp giữa chúng là một lớp chỉ dày
vài nano mét, gọi là một giếng lượng tử. Khi thiết lập
một điện áp trên toàn bộ cấu trúc, các electron và các
đối tác dương của chúng, gọi là các lỗ trống, bị lái vào
giếng, tại đó chúng kết hợp với nhau để phát ra ánh
sáng.
Ánh sáng phát ra từ một ma trận 6x6 LED không bị ảnh hưởng
bởi sự kéo căng xung quanh một ngòi bút chì. (Ảnh: John Rogers)

Kéo căng, uốn, xoắn và bẻ cong LED vào chỉ phẫu thuật mang lại nhiều lợi ích cùng
lúc: tăng tốc độ hàn; thắp sáng mô nằm sâu bên trong;
Để kiểm tra tính bền của các ma trận LED nhỏ xíu của và cơ hội theo dõi sự oxy hóa của máu.
mình, đội khoa học đã làm chúng biến dạng và theo
dõi các thay đổi về hiệu suất. “Chúng tôi có thể xem Thắp sáng đầu ngón tay của bạn
xét hầu như mọi kiểu biến dạng – thậm chí với các giá
trị cực độ của lực kéo, uốn, xoắn, gấp – lên tới Các ma trận LED còn có thể sử dụng trong các đầu
100.000 chu kì hoặc hơn nữa”. Một sức mạnh nữa của ngón tay của găng tay để tạo ra các bộ cảm biến cự li
quá trình in trên là nó có thể tạo ra các ma trận LED nhằm hỗ trợ cho các hệ thống rô bôt hoặc cho các thủ
trên nhiều chất nền đa dạng, như plastic, cao su, lá tục y khoa. Để làm như vậy, các nhà nghiên cứu đã
nhôm, giấy và thậm chí cả lá cây. tích hợp những con LED nhỏ xíu với các bộ dò quang
có cùng kích thước. Điều này cho phép khoảng cách
Để chứng minh cho những công dụng tiềm năng của đến một vật lân cận được xác định thông qua các phép
các ma trận LED nhỏ xíu, các nhà nghiên cứu đã gắn đo cường độ của ánh sáng tán xạ ngược.
chúng vào một cái ống để cung cấp một nguồn sáng
cho một dụng cụ y khoa đo hàm lượng glucose phân Rogers cho biết một công ti khởi nghiệp, MC10, hiện
phối trong tĩnh mạch. đang nhắm tới việc thương mại hóa một số công nghệ
của đội nghiên cứu của ông.
Một ứng dụng nữa cho những ma trận này là kĩ thuật
khâu y khoa. Người ta không thể in các dụng cụ lên “Từ phương diện khoa học và vật liệu, chúng tôi hiện
trên một sợi chỉ, nhưng có thể gắn chúng vào bằng đang làm việc để bổ sung thêm các ý tưởng có liên
cách cuộn chất liệu này lên một chất mang thủy tinh quan với các LED lam và LED tử ngoại, để mở rộng
có đính các LED đỏ. Các mũi khâu tích hợp những bộ thêm chức năng”.
phát quang nhỏ xíu này có thể đưa vào trong con
chuột gây mê. Theo đội nghiên cứu, việc đưa thêm Nguồn: physiscsworld.com

Đài thiên văn trên sẽ được xây dựng bởi Viện Nghiên
Đèn xanh cho đài thiên văn cứu Cơ bản Tata (TIFR) ở Mumbai và 20 viện khoa
neutrino của Ấn Độ học khác. Theo dự định ban đầu, INO sẽ đặt ở vùng
đồi núi Nilgiri tại Singrara ở miền nam Ấn Độ.
Singara là địa điểm lí tưởng cho INO do vùng núi non
granite dày đặc sẽ giúp che chắn thí nghiệm khỏi các
tia vũ trụ có thể làm dìm mất tín hiệu từ phía các
neutrino. Nhưng hồi năm ngoái, INO đã chịu sự lùi
bước khi địa điểm trên bị bác bỏ vì sự có mặt của đàn
voi chọn vùng đất đó để di cư và vì nó gần với khu
bảo tồn hổ Mudumalai.
Địa điểm mới ở Bodi West Hills sẽ chứa một máy dò
neutrino trong một hang động sâu 1000 m bên dưới
lòng đất. INO sẽ gồm một máy dò nặng 50.000 tấn –
chế tạo từ các lớp sắt từ hóa và thủy tinh – sẽ được sử
dụng để phát hiện ra các neutrino và phản neutrino
sinh ra khi các tia vũ trụ tương tác với khí quyển của
Các nhà khoa học người Ấn Độ đang khảo sát địa điểm mới cho
Trái đất. Máy dò trên sau này cũng có thể cải tiến để
Đài thiên văn Neutrino Ấn Độ. ghi lại các chùm neutrino phát ra từ một cỗ máy gia
tốc ở xa để nghiên cứu xem các neutrino biến đổi, hay
Các nhà vật lí hạt cơ bản ở Ấn Độ vừa xóa đi một rào “dao động”, như thế nào từ dạng này sang dạng khác
cản lớn trong các kế hoạch của họ nhằm xây dựng một trong ba dạng thức khả dĩ của nó.
cơ sở mới để nghiên cứu neutrino sau khi một địa
điểm dành cho Đài thiên văn Neutrino Ấn Độ (INO) Tuy nhiên, chính phủ Ấn Độ tán thành địa điểm Bodi
trị giá 167 triệu bảng Anh vừa được bộ trưởng Bộ Môi West Hills với điều kiện là không được tàn phá cây
trường và Lâm nghiệp Ấn Độ phê chuẩn hồi đầu tháng. rừng hay làm thiệt hại đến độ che phủ rừng.
Nếu giấy phép cuối cùng được Ủy ban Năng lượng Nguồn: PhysOrg.com
Nguyên tử của Ấn Độ thông qua, thì INO sẽ được xây
dựng tại vùng đồi núi Bodi West ở quận Theni, miền
nam Ấn Độ, với việc xây dựng bắt đầu vào năm 2012.

Các tính chất kì lạ của chất cách điện tô pô phát sinh
Chất cách điện tô pô có thể giúp từ thực tế là hình dạng – hay dạng tô pô học – của các
xác định các hằng số cơ bản dải năng lượng electron khiến cho các electron mặt
không thể bị tán xạ ngược. Zhang tin rằng, dưới những
điều kiện nhất định, hình dạng tô pô này đưa đến một
sự “lượng tử hóa chính xác” xem một chất liệu phản
ứng như thế nào với một trường ngoài. Các nhà vật lí
đã quen thuộc với các phản ứng tô pô học tương tự,
chúng xảy ra khi một chất siêu dẫn đặt trong từ trường
– mang lại sự lượng tử hóa từ thông. Nó còn xuất hiện
trong hiệu ứng Hall lượng tử, khi một chất dẫn điện
2D nằm trong một từ trường mang lại các lượng tử của
độ dẫn điện.
Các nhà vật lí cho rằng “hiệu ứng điện-từ tô pô” – nhờ
đó một điện trường có thể cảm ứng một sự phân cực
từ và một từ trường có thể cảm ứng một sự phân cực
Hằng số cấu trúc tinh tế có thể xác định bằng cách đo góc quay
Kerr (ΘK) và góc quay Faraday (ΘF) trong một chất cách điện tô điện – có thể xảy ra trong một số chất liệu tô pô học.
pô (lớp màu xanh lá cây). (Ảnh: Hội Vật lí Hoa Kì) Ngoài ra, cơ sở tô pô học của hiệu ứng cũng đồng
nghĩa là phản ứng của chất liệu trước các trường điện
Một họ vật liệu mới khám phá ra gọi là “chất cách từ đặt vào bị lượng tử hóa theo đơn vị của α.
điện tô pô” có thể giúp các nhà vật lí thu được những
phương pháp mới để xác định ba hằng số vật lí cơ bản Làm quay ánh sáng tới
– tốc độ ánh sáng (c); điện tích của proton (e); và hằng
số Planck (h). Đó là khẳng định của một đội gồm các Để đo hiệu ứng trên, Zhang và các đồng nghiệp đề
nhà vật lí ở Mĩ, họ vừa đề xuất một thí nghiệm mới để xuất một thí nghiệm, theo đó ánh sáng được chiếu lên
đi hằng số cấu trúc tinh tế (α), đó là một hàm của h, c một màng mỏng chất cách điện tô pô và đo lấy các góc
và e, bằng cách cho ánh sáng tán xạ từ một chất liệu quay Kerr và Faraday. Góc quay Kerr là sự dịch
như thế. Các chất cách điện tô pô khác thường ở chỗ chuyển hướng phân cực của ánh sáng phản xạ so với
dòng điện chảy tốt trên bề mặt của chúng, nhưng sự phân cực của ánh sáng tới. Góc quay Faraday là sự
không chảy qua lòng khối chất của chúng. dịch chuyển hướng phân cực của ánh sáng truyền qua.
Phép đo mới do Shou-Cheng Zhang cùng các đồng Cả hai hiệu ứng đều liên quan đến sự tương tác giữa
nghiệp tại trường đại học Stanford và các nhà nghiên ánh sáng và vật chất trong sự có mặt của từ trường.
cứu tại trường đại học California ở Santa Barbara và Các nhà vật lí đã suy luận ra một công thức đề xuất
đại học Maryland đề xuất. Mặc dù có nhiều phương rằng trong một chất cách điện tô pô, một kết hợp nhất
pháp khác xác định α, nhưng kĩ thuật của họ là định của các góc quay Kerr và góc quay Faraday bị
phương pháp duy nhất liên quan đến việc đo lường lượng tử hóa theo những bội số nguyên của hằng số
một hiện tượng được lượng tử hóa theo đơn vị của α. cấu trúc tinh tế.
Trên nguyên tắc, điều này có nghĩa là nó có thể mang
lại một định nghĩa đo lường rất chính xác của α. Bước tiếp theo là thử đi đo hiệu ứng này – và Zhang
cho biết ba phòng thí nghiệm độc lập hiện đang thử đo
Một phương pháp mới xác định h, c và e khi đó có thể hiệu ứng trong các chất liệu thực tế.
thu được bằng cách kết hợp giá trị của α với số đo
lượng tử từ thông và lượng tử độ dẫn điện trong các Công trình công bố trên tạp chí Phys. Rev. Lett. 105
chất, cả hai đều phụ thuộc vào h và e. 166803.
Chất cách điện dẫn điện Nguồn: physicsworld.com

gửi bốn nhà du hành tình nguyện trên sứ mệnh đầu
Bạn có muốn lên sao Hỏa nhưng tiên lên chinh phục vĩnh viễn đối với Hỏa tinh.
mãi mãi không về nữa?
NASA đang lên kế hoạch cho một sứ mệnh táo bạo:
đưa một phi thuyền có người lái với hành trình một
chiều để định cư vĩnh viễn trên những hành tinh khác.
Ý tưởng táo bạo ấy mang tên Hundred Years Starship

(Phi thuyền Bách niên) và sẽ đưa các nhà du hành đi
chinh phục các hành tinh như Hỏa tinh, biết rằng họ
không bao giờ có thể quay về nữa.
Giám đốc Trung tâm NASA Ames, Pete Worden, tiết

lộ rằng một trong các trung tâm nghiên cứu chính của
NASA, Trung tâm Nghiên cứu Ames, đã nhận khoản Các nhà du hành sẽ bị bỏ lại trên bề mặt hành tinh đỏ và không
tài trợ 1 triệu bảng Anh để khởi động dự án trên. bao giờ trở về nhà nữa.
Đội nghiên cứu cũng nhận được thêm 100.000 USD từ Họ viết: “Một hành trình một chiều có người lái lên
phía NASA. Hỏa tinh sẽ không là một dự án có thời hạn cố định
như trong chương trình Apollo, mà bước đầu tiên là
xác lập sự có mặt vĩnh viễn của con người trên hành
tinh đỏ”.
Các nhà du hành sẽ được tiếp tế thường xuyên từ phía

Trái đất, nhưng người ta cũng kì vọng họ sẽ tự tồn tại
được trên hành tinh đỏ càng sớm càng tốt.
Có nhiều lí do khiến cho sự chinh phục của con người

trên sao Hỏa là một mục tiêu đáng thèm khát, cả về
mặt khoa học và mặt chính trị. Chiến lược của những
sứ mệnh một chiều mang mục tiêu này đến gần hơn
với sự khả thi, xét về mặt công nghệ lẫn tài chính.
Ảnh minh họa căn cứ Hỏa tinh, nơi các nhà du hành sẽ phải học
cách tự tồn tại.
Worden cho rằng trước mắt, người ta có thể khảo sát

các công nghệ mới như sinh học tổng hợp và các biến
đổi hệ gen người với một sứ mệnh như vậy.
Và ông cho biết ông tin rằng sứ mệnh này sẽ đến thăm
các vệ tinh của Hỏa tinh trước, ở đó các nhà khoa học
có thể tiến hành thám hiểm hành tinh đỏ với công
nghệ rô bôt từ xa. Ông khẳng định con người có thể
đặt chân lên các vệ tinh của Hỏa tinh vào năm 2030.
Viết trên tạp chí Vũ trụ học, các nhà khoa học Dirk
Schulze-Makuch và Paul Davies cho biết viễn cảnh Ảnh minh họa Phi thuyền Bách niên, phi thuyền sẽ mang các nhà
du hành đi chinh phục những hành tinh khác.

thời kì chinh phục vàng son trong lịch sử khai khẩn
Trái đất của loài người, từ Columbus cho đến
Amundsen, nhưng ngày nay tinh thần đó đã bị thay thế
bởi nền văn hóa coi trọng tính an ninh và chính sách
đúng đắn.
Các nhà khoa học thừa nhận rằng một sứ mệnh khoa
học như vậy có thể vấp phải sự phản đối của công
chúng, vì người ta sẽ nghĩ rằng các nhà tiên phong
chinh phục sao Hỏa là bị bỏ rơi hoặc bị tế thân cho
khoa học.
Nhưng họ cho rằng những cư dân đầu tiên của Hỏa

tinh sẽ có nhiều tinh thần quả cảm như những người
da trắng đầu tiên chinh phục xứ Bắc Mĩ – đi đến một
miền đất xa xôi, dẫu biết rằng họ sẽ chẳng bao giờ
quay về nữa.
Xe tự hành thám hiểm sao Hỏa, Spirit của NASA, làm việc trên Khi chúng tôi dịch bài này, trên trang chủ của tạp chí
bề mặt hành tinh đỏ. Một ngày nào đó, loài người sẽ có thể làm Daily Mail, số người đồng ý liều lĩnh cho một chuyến
việc cùng với các thiết bị thăm dò rô bôt như thế này. đi quả cảm lên Hỏa tinh chỉ chiếm có 33%. Còn bạn,
bạn có sẵn sàng cho một chuyến đi một đi không trở
Tuy nhiên, để đạt tới mục tiêu đó, không chỉ đòi hỏi lại như vậy hay không?
sự hợp tác quốc tế, mà còn cần đến tinh thần thám
hiểm và đương đầu với rủi ro, thách thức của những Nguồn: Daily Mail

siêu chảy có liên quan với ánh sáng, nhưng những thí
Ánh sáng siêu chảy là có thể nghiệm này không sử dụng các photon, mà sử dụng
Sự siêu chảy – pha vật chất cho phép một chất lỏng một hạt phức, gọi là polariton, đó là một hỗn hợp của
leo lên thành bình chứa của nó – đã được biết tới từ một photon và một exciton.
hồi thập niên 1930. Kể từ đó, sự siêu chảy đã trở thành
một thí dụ hoàn hảo của các hiệu ứng lượng tử có thể Trong nghiên cứu này, Leboeuf và Moulieras đã
trông thấy được như thế nào ở cấp độ vĩ mô dưới chứng minh rằng một vận tốc tới hạn siêu chảy thật sự
những điều kiện nhất định. Mặc dù trước đây các nhà tồn tại trong một môi trường phi tuyến. Họ giải thích
vật lí đã từng xét đến khả năng của ánh sáng siêu chảy, có thể quan sát ánh sáng siêu chảy như thế nào trong
nhưng các kết quả của họ không có sức thuyết phục. một ma trận điều sóng. Từ quan điểm động học, ánh
Trong một nghiên cứu mới, các nhà vật lí ở Pháp đã sáng truyền qua một môi trường phi tuyến thì tương
chứng minh trên lí thuyết rằng chuyển động siêu chảy đương chính thức với một chất khí Bose gồm các hạt
của ánh sáng thật sự là có thể, và họ đã đề xuất một thí nặng đang tương tác. Ánh sáng có thể truyền thẳng
nghiệm để quan sát hiện tượng trên. theo các bộ điều sóng theo hướng dọc, hoặc nó có thể
chui hầm giữa những bộ dẫn liền kề theo hướng
ngang. Ưu điểm của cơ cấu này là nó cho phép các
nhà khoa học thao tác kĩ thuật với những đặc điểm
khác nhau của ma trận điều sóng và điều khiển được
dòng ánh sáng.
Các nhà vật lí đặc biệt quan tâm đến cái xảy ra với
một xung ánh sáng khi nó truyền qua một ma trận như
thế ở những vận tốc khác nhau ttrong sự có mặt của
một khiếm khuyết. Nếu ánh sáng bị tán xạ bởi chỗ
khiếm khuyết, thì có nghĩa là quá trình tiêu hao năng
lượng đã xảy ra. Nếu các xung ánh sáng đi qua chỗ
Những hình ảnh cho thấy sự khác biệt giữa chế độ siêu chảy khiếm khuyết mà không thay đổi hình dạng của nó
(trái) của ánh sáng và chế độ xoáy (phải), xảy ra ở trên vận tốc (tức là không bị mất tính kết hợp), thì không có sự tiêu
ngưỡng. Ảnh: Leboeuf và Moulieras. hao năng lượng và ánh sáng đó có chuyển động siêu
chảy. Qua các tính toán của họ, các nhà vật lí trên đã
Trong nghiên cứu mới của họ công bố trên một số ra chứng minh rằng, đối với những vận tốc thấp nhất
mới đây của tạp chí Physical Review Letters, Patricio định, chuyển động ngang của ánh sáng là siêu chảy
Leboeuf và Simon Moulieras ở trường đại học Paris- với sự tiêu hao bằng zero. Khi vận tốc tăng lên, các
Sub và CNRS giải thích rằng sự siêu chảy là khả năng quá trình tiêu hao xảy ra làm hỏng mất tính kết hợp
của một chất lỏng chuyển động mà không bị cản trở, của các dao động của ánh sáng, và sự siêu chảy bị phá
hay độ nhớt zero. Một chất lỏng hành xử giống như vỡ.
một chất siêu chảy chỉ dưới một vận tốc tới hạn nhất
định; ở trên vận tốc tới hạn này, sự siêu chảy biến mất. Trong tương lai, các nhà vật lí trên dự tính nghiên cứu
Được chứng minh thông dụng nhất ở helium lỏng, sự thêm nữa các chi tiết cụ thể của ánh sáng siêu chảy, thí
siêu chảy xảy ra khi helim bị làm lạnh và một số dụ như nó có quan hệ như thế nào với một lí thuyết
nguyên tử helium đã đạt tới năng lượng khả dĩ thấp lượng tử cơ bản của ánh sáng và nó liên quan như thế
nhất của chúng. Tại đây, các hàm sóng lượng tử của nào với ngưng tụ Bose-Einstein. Họ dự báo rằng
những nguyên tử này bắt đầu chồng chất nên chúng chuyển động siêu chảy là một tính chất chung của ánh
tạo thành một ngưng tụ Bose-Einstein, trong đó tất cả sáng tồn tại trong nhiều kịch bản đa dạng, và nó không
các nguyên tử hành xử như một nguyên tử lớn vậy, và bị hạn chế với ma trận bộ điều sóng đã đề xuất ở đây.
bản chất lượng tử của chúng hiển hiện ở cấp độ vĩ mô. Ánh sáng siêu chảy có thể còn có các ứng dụng trong
sự tối ưu hóa sự truyền ánh sáng.
Trước đây, các nghiên cứu về chuyển động siêu chảy
của ánh sáng không làm sáng tỏ bằng chứng rõ ràng “Một ứng dụng dễ thấy liên quan với sự truyền tín
nào của sự tồn tại của một vận tốc tới hạn siêu chảy. hiệu trong sự có mặt của sự nhiễu”, Leboeuf nói. “Một
Mặc dù một số thí nghiệm gần đây đã quan sát thấy sự

sự nhiễu như vậy thường luôn có mặt, vì bất kì chất “Hiệu ứng lượng tử ‘kì lạ’ cơ bản nhất mà ánh sáng
liệu nào cũng có các khiếm khuyết và lẫn tạp chất. Các thể hiện liên quan đến sự siêu chảy là, như trình bày
tạp chất là nguyên nhân gây ra sự tán xạ của ánh sáng. trong bài báo của chúng tôi, sự chuyển động không ma
Trong chế độ siêu chảy, chúng ta muốn một xung ánh sát”, Moulieras nói. “Một hiệu ứng khác, mặc dù gián
sáng có thể truyền qua một môi trường nhiễu mà tiếp hơn hoặc đẹp đẽ hơn, liên quan đến các xoáy
không bị ảnh hưởng hay bị tán xạ (sự truyền qua hoàn lượng tử hóa, chúng đã được quan sát thấy ở các hệ
hảo)”. vân laser truyền qua các môi trường phi tuyến. Còn về
những khả năng khác, thí dụ như chuyển động chất
Leboeuf và Moulieras dự tính thực hiện thí nghiệm đã lỏng leo lên thành bình chứa, đối với các nguyên tử,
đề xuất của họ và hiện đang thương thuyết cơ hội hợp chúng có liên quan đến các lực tương tác giữa những
tác với các nhóm thực nghiệm tại Phòng thí nghiệm nguyên tử này và một chất, và sự cân bằng giữa các
Quang học và Cấu trúc Nano (LPN) ở Marcoussis, lực mao dẫn, trọng lực, và lực nhớt. Chúng tôi không
Pháp. Tuy nhiên, các nhà khoa học trên cho biết ánh thấy một ứng dụng trước mắt nào của những khái
sáng siêu chảy không có khả năng có bất kì hiệu ứng niệm này đối với các photon, và vì thế, chẳng kì vọng
kì lạ nào tương tự như một chất siêu chảy leo lên vào chúng đối với ánh sáng”.
thành bình chứa của nó.

ampere (cường độ dòng điện), mol (lượng chất), và
Xúc tiến xây dựng hệ SI mới candela (cường độ chiếu sáng), rốt cuộc cũng phụ
Đang thực hiện những bước đầu tiên của cái sẽ là một thuộc vào tạo vật platinum-iridium. Thí dụ, một mol
tiến bộ lịch sử trọng yếu trong ngành khoa học đo hiện nay được định nghĩa là số nguyên tử carbon-12
lường, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa có khối lượng tổng cộng là 12 gram.
Kì (NIST) hiện đang tham gia một nỗ lực toàn cầu
nhằm tiến tới hiệu chỉnh lại Hệ Đơn vị Quốc tế (SI), Đề xuất mới định nghĩa kilogram theo hằng số Planck,
hệ mét hiện đại là cơ sở của các phép đo toàn cầu h, một hằng số quan trọng trong vật lí lượng tử, nó
trong lĩnh vực thương mại, khoa học, và những mặt được biểu diễn theo đơn vị có chứa kilogram. Các nỗ
hoạt động khác của cuộc sống hàng ngày. Hệ SI mới, lực tại NIST, như thí nghiệm cân bằng watt và xác
sẽ xây dựng trên bảy hằng số của tự nhiên, sẽ cho định khối lượng của một mol nguyên tử silicon, mang
phép các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới biểu diễn lại các phương pháp mới để xác định một giá trị chính
kết quả của các phép đo ở những cấp độ mới của sự xác của h, từ đó góp phần cho một định nghĩa đáng tin
nhất quán và chính xác. cậy hơn của kilogram.
Hệ SI mới sẽ định rõ giá trị thống nhất chung của bảy hằng
số, theo các kết quả của một phân tích mới công bố bởi
CODATA (Ủy ban Dữ liệu Khoa học và Công nghệ) của
mọi dữ liệu có liên quan. Các giá trị cố định của các hằng
số khi đó sẽ xác định mọi đơn vị cơ bản. Thí dụ, ampere sẽ
được định nghĩa chính thức theo điện tích của một proton,
kelvin (nhiệt độ) được định nghĩa theo hằng số Boltzmann,
và mol theo hằng số Avogadro.Tuy nhiên, trước khi hệ SI
hiệu chỉnh hoàn thiện, cần có thêm các thí nghiệm để thu
được các giá chính xác hơn cho một số hằng số, đặc biệt là
các hằng số Planck, Avogadro và Boltzmann.
Ủy ban Tư vấn về Đơn vị, trong đó NIST là một thành viên

và là một trong 10 ủy ban cố vấn của Ủy ban Cân nặng và
Đo lường Quốc tế (CIPM), đã đưa ra một bản dự thảo cho
hệ SI điều chỉnh để CIPM xem xét trong phiên họp của ủy
ban này ở Paris, Pháp, vào đầu tháng tới. CIPM, cơ quan
trong đó có Willie May, giám đốc Phòng thí nghiệm Đo
lường Vật liệu của NIST, đã phê chuẩn bản dự thảo với chỉ
Thí nghiệm cân bằng watt tại NIST. Ảnh: Steiner/NIST vào thay đổi biên tập nho nhỏ vào hôm 15/10/2010. CIPM
sẽ sớm đưa bản dự thảo ra xem xét tại Hội nghị Toàn thể về
Thay đổi đáng kể nhất trong sự hiệu chỉnh có thể có Cân nặng và Đo lường (CGPM), trong cuộc họp vào tháng
trong tương lai của hệ SI sẽ là đơn vị kilogram, đơn vị 10/2011. Nếu bản dự thảo được thông qua và mọi yêu cầu
duy nhất trong số bảy đơn vị cơ bản của hệ SI vẫn kĩ thuật được đáp ứng, thì hệ SI mới có thể sẽ đi vào thực tế
vào cuối thập niên này.
định nghĩa theo một “tạo tác” vật liệu: một khối trụ
platinum-iridium 130 năm tuổi giữ tại Cục Cân nặng Ghi chú: Bảy đơn vị SI cơ bản từ đó suy luận ra mọi đơn vị khác
và Đo lường Quốc tế ở Pháp. Tạo vật kilogram có các là giây (thời gian), mét (chiều dài), kilogram (khối lượng),
trở ngại từ lâu, vì khối lượng của nó thay đổi chút ít ampere (cường độ dòng điện), kelvin (nhiệt độ nhiệt động lực
theo thời gian. Theo Ambler Thompson, một nhà khoa học), mol (lượng chất) và candela (cường độ chiếu sáng).
học NIST hiện đang tham gia nỗ lực quốc tế trên, thì
sự hiệu chỉnh đã đề xuất là “đưa SI thành một nền tảng Giá trị được chấp nhận hiện nay của hằng số Planck là h = 6,626
068 96(33) x 10-34 kg m2/s. Hằng số Boltzmann liên hệ sự biến
vững chắc”. “Chúng ta nên giải phóng khỏi tạo vật thiên nhiệt độ của một hệ (thí dụ một nhóm nguyên tử và phân
cuối cùng ấy”. tử) với sự biến thiên năng lượng nhiệt của nó.
Trong hệ SI hiện nay, không chỉ đơn vị của khối lượng Nguồn: NIST, PhysOrg.com
mới phụ thuộc vào kilogram. Các định nghĩa của

Du lịch vũ trụ có thể có tác động vào khoảng 0,2oC trong đa phần thời gian của năm đó,
nhưng đạt cực đại ở khoảng 1oC vào mỗi mùa đông
lớn đối với khí hậu của bán cầu. Sự ấm lên đó làm băng biển tại mỗi địa
cực tan chảy, đặc biệt ở Nam Cực, nơi diện tích bao
Du lịch vũ trụ có thể có những hệ quả nghiêm trọng phủ bởi băng co lại đến 18% vào mùa hè.
đối với khí hậu của Trái đất. Các chương trình mô
phỏng mới trên máy tính cho biết bụi bặm do các tên Liên quan với tầng ozone
lửa phát ra có thể làm tăng nhiệt độ tại các địa cực,
làm giảm đáng kể sự che phủ băng ở đó. Thành viên đội nghiên cứu Michael Mills thuộc Trung
tâm Quốc gia Nghiên cứu Khí quyển ở Boulder,
Trong vài năm sắp tới, các công ti du lịch vũ trụ hi Colorado, Mĩ, cho biết đội của ông vẫn đang dốc sức
vọng bắt đầu cho hành khách bay đều đặn trên những tìm hiểu xem chính xác nguyên nhân vì sao sự phát
chuyến bay vũ trụ bán quỹ đạo. Nay Martin Ross thải carbon đen lại gây ra sự ấm lên ở các địa cực.
thuộc Tập đoàn Hàng không ở Los Angeles,
California, và các đồng sự vừa thực hiện những mô Nhưng bụi hóng sẽ làm ấm không khí trong tầng bình
phỏng chi tiết đầu tiên của các tác động của các lưu, và điều này củng cố thêm các dòng đối lưu mang
chuyến bay đó lên khí hậu của Trái đất. không khí từ xích đạo đến các địa cực.
Họ giả định tốc độ bay là 1000 chuyến bán quỹ đạo Điều đó sẽ làm giảm lượng ozone phía trên vùng nhiệt
mỗi năm, đó là con số đã đưa vào trong kế hoạch kinh đới và tăng lượng ozone phía trên các địa cực – một
doanh du lịch vũ trụ bán quỹ đạo vào năm 2020, và hiệu ứng đã được nhìn thấy trong mô phỏng. Sự tăng
ước tính sự phát thải từ một động cơ cao su đốt kiểu lượng ozone địa cực như thế là nguyên nhân làm cho
động cơ đã được lên kế hoạch cho phi thuyền vùng cực ấm lên, Mills nói, điều ngược lại đã được
SpaceShipTwo của hãng Virgin Galactic. quan sát thấy trên Trái đất – địa cực lạnh đi cùng với
sự giảm lượng ozone phía trên Nam Cực. Mối liên hệ
Các nhà nghiên cứu nhận thấy tác động của bụi hóng, đó có khả năng là do cách thức ozone tương tác với
tức phần nhiên liệu cháy không hết, sẽ vượt quá sự bức xạ, mặc dù các nhà nghiên cứu vẫn đang cố gắng
phát thải carbon dioxide từ các vụ phóng. Bụi hóng tìm hiểu cơ chế chính xác.
hấp thụ ánh sáng mặt trời một cách đều đặn, làm ấm
bầu khí quyển nơi chúng tập trung nhiều. “Đó không phải là một bức tranh đẹp cho Bắc Cực hay
Nam Cực”, phát biểu của Charles Zender thuộc
Phía trên thời tiết trường đại học California, Irvine, ông nói nghiên cứu
mới trên “được thực hiện rất thận trọng”.
1000 chuyến bay mỗi năm sẽ phóng thích chừng 600
tấn bụi hóng, hay carbon đen – ít hơn lượng phát thải Dự đoán sơ bộ
từ máy bay và các nguồn bay khác ngày nay. Nhưng
bụi hóng máy bay xuất hiện ở những cao độ đủ thấp Mills thừa nhận rằng vẫn có sự sai số trong các kết
cho mưa quét sạch chúng khỏi khí quyển chỉ trong vài quả của nghiên cứu trên. Ông đặc biệt lưu ý rằng đội
ngày hoặc vài tuần. Các tên lửa giải phóng chất thải ở nghiên cứu còn thiếu dữ liệu về lượng carbon đen do
những cao độ gấp ba lần – trong tầng bình lưu, cách các tên lửa du lịch vũ trụ phát thải trong mỗi chuyến
mực nước biển hơn 40 km. Ở nơi nằm cao hơn thời bay. Đội khoa học đã giả định rằng động cơ cao su đốt
tiết đó, bụi hóng có thể phân tán trong thời gian lên tới của hãng Virgin Galactic phát ra 60 gram carbon đen
10 năm. trên mỗi kilogram nhiên liệu đã đốt cháy.
Để nghiên cứu các tác động của sự phát thải carbon Tuy nhiên, đội khoa học không có quyền truy xuất các
đen, đội của Ross đã sử dụng một mô phỏng 3D của phép đo sự phát thải carbon đen từ các động cơ của
khí hậu Trái đất. Họ giả định rằng toàn bộ carbon đen hãng Virgin Galactic, hay của các công ti du lịch vũ
được thải ra phía trên bầu trời Spaceport America, một trụ khác; trong khi các công ti dự tính đốt các loại
trung tâm du lịch vũ trụ hiện đang xây dựng ở New nhiên liệu khác, thí dụ như dầu lửa.
Mexico, Mĩ.
Các động cơ tên lửa đốt dầu lửa không dùng trong du
Các nhà nghiên cứu nhận thấy carbon đen làm cho lịch vũ trụ phát ra 20 đến 40 gram carbon đen trên mỗi
nhiệt độ tăng lên ở các địa cực bắc và nam. Độ tăng

kilogram. Cao su thì cháy kém sạch hơn, nhưng không chưa cháy hơn nhiều so với các tên lửa trước đây, thí
rõ là bao nhiêu – 60 gram chỉ là dự đoán thôi. dụ như các tên lửa dùng để phóng các sứ mệnh mặt
trăng Apollo. “Chúng tôi đốt nhiên liệu với hiệu suất
Jeff Greason, CEO của hãng XCOR Aerospace, trụ sở rất cao trong buồng đốt”, ông nói.
ở Mojave, California, công ti hiện đang phát triển một
tên lửa du lịch bán quỹ đạo tên gọi là Lynx, cho biết Nguồn: New Scientist
các động cơ của công ti ông phát ra ít lượng carbon

graphene lớp đôi. Họ nhận thấy dải khe đó nhỏ hơn
Hướng tới hiểu rõ hơn về khi đo ở những thấp chưa tới bốn độ Kelvin. “Các
graphene lớp đôi nghiên cứu của chúng tôi cho thấy dải khe đó vẫn đủ
lớn để chuyển mạch các transistor giữa trạng thái on
“Graphene là một chất liệu rất tuyệt vời với một số
và off, nhưng tỉ số on/off chỉ đủ cao – vào bậc một
khả năng thật hấp dẫn, trong đó có việc sử dụng trong
triệu - ở các nhiệt độ thấp, và chúng tôi tường thuật
các dụng cụ điện tử”, Pablo Jarillo-Herrero phát biểu.
kết quả này lần đầu tiên ở graphene lớp đôi”, Jarillo-
“Tuy nhiên, tất cả các hệ graphene đều khác nhau về
Herrero nói.
mặt điện tử học. Graphene lớp đơn có các tính chất
khác với graphene lớp đôi, và hai loại này có các tính
Tuy nhiên, vấn đề chính yếu là để cho graphene lớp
chất khác với graphene có nhiều lớp hơn. Cái chúng
đôi hoạt động như một chất thay thế bán dẫn có giá trị,
tôi muốn làm là tìm hiểu các tính chất đặc biệt của
thì nó phải có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng. Dẫu
graphene lớp đôi để có thể biết cách sử dụng nó cho
vậy, Jarillo-Herrero vẫn đang nuôi hi vọng. “Đây là
các ứng dụng khác nhau”.
một bước tiến đầu tiên rất quan trọng giúp chúng ta
hiểu một cách khoa học cái đang xảy ra ở những nhiệt
độ thấp, và hiểu cơ chế không cho phép sự chuyển vận
điện tử hoạt động ở nhiệt độ cao”.
Jarillo-Herrero tin rằng một trong các vấn đề là

graphene thường đặt trên silicon oxide, cái gây ra sự
mất trật tự điện tử. “Trên silicon oxide, các electron
không có dải khe trọn vẹn của chúng”, Jarillo-Herrero
giải thích. “Cho nên, chúng tôi cố gắng mô tả sự mất
trật tự đó và loại bỏ nó. Một cách làm như vậy là đưa
graphene lên những chất nền khác. Khi thực hiện được
điều này, sẽ có vô số tiến bộ mới. Boron nitride đặc
Jarillo-Herrero là một nhà khoa học tại MIT. Ông làm việc biệt có triển vọng, nhưng một số nhóm nghiên cứu
chung với Thiti Taychatanapat, tại Harvard, để nghiên cứu một cũng đang thử graphene lớp đôi trên những chất nền
số tính chất của graphene lớp đôi, và xác định sự chuyển vận khác”.
điện tử hoạt động như thế nào dưới những điều kiện nhất định.
Cuối cùng, Jarillo-Herrero hi vọng thông tin có được
Một trong các nguyên do khiến các chất bán dẫn hoạt từ sự chứng minh này sẽ giúp đưa đến việc sử dụng
động tốt trong các dụng cụ kĩ thuật số là chúng có cái graphene lớp đôi trong điện tử học kĩ thuật số.
gọi là dải khe năng lượng. Dải khe này cho phép các “Nghiên của chúng tôi mang lại một sự khởi đầu cho
chất bán dẫn tắt mở chế độ dẫn. Để cho graphene hoạt việc tìm hiểu các transistor graphene lớp đôi hoạt động
động như một chất thay thế có giá trị cho những chất như thế nào, và tìm hiểu độ linh động của các electron
bán dẫn này, thì một số loại khe sẽ cần phải được mở trong graphene. Hi vọng rằng khi chúng ta hiểu các
ra trong cấu trúc điện tử. tính chất của graphene rõ hơn, thì chúng ta có thể
hướng đến công nghệ tích hợp tương lai với điện tử
“Người ta đã chứng minh rằng có thể mở ra một dải học và những ứng dụng khác”, ông nói.
khe trong graphene lớp đôi”, Jarillo-Herrero nói. “Tuy
nhiên, khe chuyển vận điện tử hiệu dụng nhỏ hơn “Loại nghiên cứu cơ bản này rất quan trọng”, Jarillo-
khoảng 100 lần so với dải khe lí thuyết hay dải khe Herrero bổ sung thêm. “Mọi thứ luôn phải bắt đầu ở
quang học. Sự khác biệt này mang lại các trở ngại. cấp độ cơ bản trước khi chúng ta tiến xa thêm, và công
Chúng tôi muốn tìm hiểu các tính chất của graphene trình của chúng tôi đưa đến việc sử dụng graphene
lớp đôi gây ra hiện tượng này, và nghiên cứu xem nó trong điện tử học”.
có thể thay đổi như thế nào”.
Jarillo-Herrero và Taychatanapat đưa ra một cái nhìn
có hệ thống vào cách thức dải khe hoạt động trong

Từ con số không trở thành anh hùng:
Những ý tưởng không tưởng làm chuyển biến thế giới
Micheal Faraday (Ảnh: Hulton Deutsch Collection/Corbis)
Mặc dù thoạt nhìn trông chúng thật khéo léo và to tát, nhưng đa số các ý tưởng khoa học mới lạ
hóa ra là sai lầm. Nhưng trong vài trường hợp lại xảy ra điều ngược lại. Khi lần đầu tiên được đề
xuất, chúng hóa ra không những đúng mà còn làm chuyển biến thế giới. Trong một thời đại khi
mà sự tài trợ cho nghiên cứu không dễ gì kiếm được, 10 ý tưởng này đóng vai trò một sự nhắc nhở
kịp lúc về giá trị của khoa học thuần túy không chỉ theo nghĩa làm thỏa mãn trí tò mò của chúng
ta, mà cuối cùng còn vì những ứng dụng thực tiễn vô tận của nó.
Công dụng của điện là gì?

Michael Faraday đã chế tạo một động cơ điện vào năm 1821 và một máy phát điện sơ bộ sau đó một thập kỉ
- nhưng phải nửa thế kỉ trôi qua thì điện năng mới bắt đầu cất cánh.
Trong số nhiều câu chuyện về nhưng khám phá không tưởng có thể làm chuyển biến thế giới, đây là trường
hợp nổi tiếng nhất và vẫn được nói đến nhiều nhất. Sự thật là gì, hay đơn thuần chỉ là câu chuyện tinh thần thôi, vẫn
là một câu hỏi bỏ ngỏ.

Sẽ không có các ổ đĩa cứng nếu không có điện từ học.
(Ảnh: Steve Gschmeissner/SPL)
Năm 1821, trong khi đang làm việc tại Viện Hoàng gia ở London, Michael Faraday đã theo đuổi công trình
của người Đan Mạch Hans Christian Ørsted, người chú ý tới cái kim la bàn quay, suy luận ra rằng điện và từ là có
liên quan với nhau. Faraday đã phát triển động cơ điện và sau đó, một thập kỉ sau, nhận thấy một nam châm đang
chuyển động bên trong một cuộn dây dẫn cảm ứng ra một dòng điện. Năm 1845, ông đã thiết lập nên nền tảng của
vật lí học hiện đại, lí thuyết trường điện từ.
Như người ta thường kể lại, chính thủ tướng hay một vị chính khách quan trọng nào đó đã được Faraday trình
diễn thí nghiệm cảm ứng đó. Khi được hỏi “Nó hay ra sao?”, Faraday trả lời: “Một đứa trẻ sơ sinh thì hay thế nào
chứ?”. Hoặc có lẽ ông đã nói: “Không lâu thôi ngài sẽ có thể đánh thuế nó”. Phiên bản cũ của câu chuyện này phát
sinh từ một lá thư gửi đi vào năm 1783 bởi người tiền nhiệm vĩ đại của Faraday trong lĩnh vực điện học, nhà triết học
và chính khách người Mĩ Benjamin Franklin. Về nguồn gốc của lá thư thì chẳng một ai rõ cả.
Cho dù thế nào đi nữa, thì bài học ở đây là có thể mất đến nửa thế kỉ cho một sự đầu tư trong lĩnh vực khoa
học cơ bản đi đến đơm hoa kết trái. Sự sâu sắc của Faraday đã thể hiện trong những năm 1850 trong một nỗ lực thất
bại nhằm xây dựng một ngọn hải đăng thắp sáng bằng điện, và một đường truyền điện báo cự li dài – cái đã dẫn tới
đường cáp điện báo Đại Tây Dương. Nhưng mãi cho đến thập niên 1880 thì điện năng mới bắt đầu được sử dụng
rộng rãi.
Frank James, giáo sư lịch sử khoa học tại Viện Hoàng gia, chỉ ra một bước ngoặc trong câu chuyện trên. Cho
dù đúng hay không, nó đã bắt nguồn và đưa vào sử dụng vào những năm 1880, khi nhà sinh vật học lỗi lạc Thomas
Huxley và nhà vật lí John Tyndall vận động chính phủ tài trợ cho khoa học. Và họ đã thành công.

Câu đố xác suất của Bayes
Cái gì liên hệ vũ trụ học hiện đại với những trầm tư thế kỉ 18 trên bàn billiard? Câu trả lời nằm ở một định lí
do nhà toán học nghiệp dư Thomas Bayes nghĩ ra.
Một tu sĩ người Anh trầm tư bên những quả bóng trên bàn billard là nguồn gốc không xác thực cho lắm của
một trong những kĩ thuật mạnh nhất trong khoa học hiện đại. Tại gốc rễ của nó là một câu hỏi đơn giản. Nhưng câu
trả lời, gần 250 năm sau mới xuất hiện lần đầu tiên, vẫn gây tranh cãi mãi cho đến tận bây giờ.
Cơ hội là bao nhiêu ? (Ảnh: SuperStock)

Năm 1764, Hội Hoàng gia ở London cho công bố một bài báo của Thomas Bayes, một viên chức thuộc giáo
hội và là nhà toán học nghiệp dư, xử lí một bài toán lắc léo trong lí thuyết xác suất. Cho đến khi ấy, các nhà toán học
đã tập trung vào bài toán quen thuộc là chỉ ra điều gì được kì vọng từ, nói thí dụ, một con xúc xắc gieo xuống, khi
người ta biết cơ hội nhìn thấy một mặt nhất định là 1 trên 6. Bayes quan tâm đến mặt ngược lại của vấn đề: làm thế
nào chuyển các quan sát của một sự kiện thành một ước tính của cơ hội đó xuất hiện một lần nữa.
Trong bài báo của ông, Bayes minh họa bài toán trên với một câu hỏi bí truyền về vị trí của các quả bóng
billard lăn trên một cái bàn. Ông đi đến một công thức biến đổi các quan sát vị trí cuối cùng của chúng thành một
ước tính của cơ hội các quả bóng tương lai đi theo chúng. Tất cả rất tầm thường – ngoại trừ vấn đề căn bản giống
như vậy là nền tảng của khoa học: làm thế nào chúng ta biến các quan sát thành bằng chứng ủng hộ hay chống đối
niềm tin của chúng ta? Nói cách khác, công trình của ông cho phép các quan sát được sử dụng để suy luận ra xác
suất mà một giả thuyết có thể là đúng. Vì thế, Bayes đã lập nền tảng cho sự định lượng niềm tin.
Nhưng có một trục trặc; bản thân Bayes đã nhận ra nó, và nó vẫn gây tranh cãi. Để suy luận ra công thức của
ông, Bayes đã đưa ra các giả định về hành vi của các quả bóng, ngay cả trước khi thực hiện các quan sát. Ông tin
những cái gọi là “tiền định” này là hợp lí, nhưng có thể xem những cái khác là không thể. Ông đã sai. Trong phần
lớn thời gian của 200 năm qua, việc áp dụng phương pháp Bayes cho khoa học đã gây ra nhiều tranh cãi vì vấn đề
các giả thuyết tiền định này.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học ngày một dễ chịu hơn với ý tưởng các tiền định. Kết quả là
phương pháp Bayes đang trở thành trung tâm cho sự tiến bộ khoa học trong các lĩnh vực khác nhau từ vũ trụ học cho
đến khoa học khí hậu. Thật không tệ cho một công thức mô tả hành vi của các quả bóng billard.

Đường một ray
Một chiếc xe hơi chỉ có hai bánh xe trông thật quá kì quặc, nhưng bí ẩn của tác dụng cân bằng bất ngờ của
nó là tâm điểm của các hệ thống chỉ dẫn ngày nay.
Louis Brennan là một kĩ sư người Australia gốc Ireland đã nghĩ ra một dạng phương tiện vận tải hết sức
không có khả năng triển khai: một chiếc xe kiểu con quay hồi chuyển có hai bánh xe nằm phía trước hai bánh xe kia,
giống như một chiếc xe đạp vậy. Nó thật sự là một ý tưởng không sống nổi, nhưng nó đã soi sáng một thử nghiệm
cho một cuộc cách mạng vận tải.
Một tác dụng cân bằng mong manh.

(Ảnh: Bảo tàng Đường sắt Quốc gia Hoa Kì/SSPL)
Các con quay hồi chuyển khai thác nguyên lí là một vật đang quay có xu hướng bảo toàn mômen động lượng
của nó: một khi bắt đầu quay tròn, thì bánh xe của con quay sẽ chống lại bất kì lực nào muốn làm thay đổi trục quay
của nó. Brennan nhận ra rằng một con quay hồi chuyển có thể giữ đứng trên đường một ray và vào năm 1903 ông đã
đăng kí bằng sáng chế cho ý tưởng đó. Ông đã chứng minh một nguyên mẫu đường một ray thu nhỏ tại một buổi dạ
hội nghệ thuật của Hội Hoàng gia ở London vào năm 1907, và “đã đánh thức sự hứng khởi đến bất ngờ của thế giới”.
Nhà văn danh tiếng H.G. Wells đã ám chỉ đến sự kiện trên trong quyển tiểu thuyết năm 1908 của ông, Không Chiến,
và đã mô tả khán giả quan tâm như thế nào trước ý tưởng về một chiếc xe kiểu con quay hồi chuyển lao qua một vực
thẳm trên một sợi dây cáp: “Hãy tưởng tượng nếu như con quay ngừng lại!”
Brennan tiếp tục đi chứng minh một phiên bản trọn vẹn vào năm 1909 nhưng, như Wells đề xuất, nỗi khiếp
sợ trước vấn đề an toàn đã cản trở sự thương mại hóa của nó. Tại điểm này, Elmer Sperry bước vào câu chuyện trên.
Đã từng nghiên cứu công nghệ con quay hồi chuyển của riêng mình, ông đã mua bằng sáng chế của Brennan và tiến
tới thành lập Công ti Con quay hồi chuyển Sperry ở Brooklyn, New York, để theo đuổi những ứng dụng hải dương
học, trong đó có la bàn con quay hồi chuyển và bộ thăng bằng tàu thuyền. Ngày nay, các dụng cụ do Sperry và
những người khác phát triển có mặt ở mọi nơi. La bàn con quay hồi chuyển sử dụng nguyên lí con quay hồi chuyển
để giữ kim la bàn chỉ về hướng bắc, và con quay hồi chuyển còn có mặt trong bộ phận quan trọng nhất của thiết bị
thăng bằng, dẫn hướng, và thiết bị lái trên tàu chiến, tàu chở dầu, tên lửa và nhiều thiết bị khác.
Một số nhìn thấy một sự song song giữa những nỗi lo ngại không có cơ sở đã khiến cho kiểu xe thăng bằng
nhờ con quay của Brennan trông như không tưởng và sự phản đối hiện nay đối với một số công nghệ hiện đại.
Đường một ray của Brennan hoạt động trên những nguyên lí xác thực nhưng người ta e ngại rằng sự trục trặc kĩ thuật
có thể gây ra thảm họa. Sperry sử dụng những nguyên lí khoa học giống như vậy nhưng ông che giấu chúng trong
công nghệ nên chúng không bị cảm nhận là rủi ro, theo lời của David Rooney thuộc Bảo tàng Khoa học ở London.
“Nhiều người vẫn nghe nói tới các lo ngại kiểu ẩn dụ của Wells”, ông nói. “Điều gì sẽ xảy ra nếu như các nhà khoa
học không đúng? Liệu có phải chúng ta đang lao đầu xuống vực không?”

Người học cách bay
George Cayley đã biết cách chế tạo máy bay trước khi anh em nhà Wright cất cánh đến một thế kỉ. Giá như
ông có động cơ đốt trong hoạt động thì tốt biết mấy.
Trong các thế kỉ thứ 18 và 19, các nhà khoa học và công chúng đều tin rằng không những con người không
thể nào bay với một chiếc cánh nhân tạo, mà đó còn là một ý tưởng điên rồ nếu như bạn đề cập tới. Tuy nhiên, điều
này không làm nản chí nhà khoa học đáng kính người Anh George Cayley, mặc dù những người đương thời của ông
– trong đó có con trai của ông – phải nhiều phen bối rối trước những nỗ lực của ông.
Trí tưởng bay bổng (Ảnh: Shelia Terry/SPL)

Năm 1799, Cayley chạm khắc một cái đĩa bạc với một mặt mang một thiết kế cho chiếc máy bay đầu tiên của
thế giới và mặt kia minh họa mô tả sớm nhất được công bố của các lực khí động lực học tác dụng lên cánh cho phép
máy bay bay được. Chuyên luận ba phần của ông mang tên Hàng không được công bố vào năm 1809 và 1810, và
được chào đón với sự hoài nghi cao độ của những người đương thời.
Nhưng Cayley không thèm chấp cái bọn họ nghĩ trong đầu, theo tác giả Richard Dyde của quyển Người phát
minh ra sự bay. Ông đã hoàn tất một loạt thí nghiệm hậu thuẫn cho các lí thuyết của ông và “bị thuyết phục rằng mọi
người đã sai hết rồi”. Cayley đã xây dựng những chiếc máy bay mô hình ngày một phức tạp hơn, đỉnh điểm là một
tàu lượn kích cỡ trọn vẹn do người con trai George của ông lái vào năm 1853.
Công trình tiên phong này sẽ truyền cảm hứng cho Orville và Wilbur Wright, những người thực hiện chuyến
bay đầu tiên có người lái có điều khiển và nặng-hơn-không-khí vào 50 năm sau đó. Thành công của họ phụ thuộc
nhiều vào sự phát minh gần đó về động cơ đốt trong – một dụng cụ mà Cayley, đã nhận ra tầm quan trọng mấu chốt
của nó, đã mất nhiều năm thử phát triển nhưng không mang lại kết quả.

Người Mĩ đã bỏ lỡ cơ hội tầng ozone như thế nào
Chương trình theo dõi ozone của Cục Nam Cực Anh quốc đã gây xôn xao dư luận khi cơ quan này để ý thấy
một lỗ thủng hết sức lớn trên bầu trời.
Ernest Rutherford từng nhận xét rằng tất cả các khoa học hoặc là thuộc về vật lí học, hoặc chỉ là thú sưu tập
tem mà thôi. Trong khi các nhà vật lí là những người tìm kiếm sự thật, những người làm sáng tỏ các quy luật bao
quát của tự nhiên, thì những người còn lại chỉ là những nhà sưu tập, họ đơn giản chỉ là phân chia vạn vật thành hạng
loại. Nhưng câu chuyện lỗ thủng tầng ozone cho thấy việc sưu tập và phân loại có thể có sự tác động hết sức lớn.
Lỗ thủng tầng ozone (Ảnh: NASA/SPL)

Vào đầu thập niên 1980, khi giới nghiên cứu Anh đối mặt trước sự cắt giảm ngân sách của chính phủ, các
chương trình theo dõi dài hạn chịu sự đe dọa trực tiếp. Trong số chúng là các phép đo ozone khí quyển tại trạm
nghiên cứu Halley của nước Anh ở Nam Cực.
Cục Nam Cực Anh quốc (BAS) đang tìm các giải pháp tiết kiệm, và việc theo dõi tầng ozone dường như
chẳng là sự mất mát gì đáng kể. Sau đó, vào tháng 5 năm 1985, đã xuất hiện một quả tạc đạn: Joe Farman, Brian
Gardiner và Jonathan Shanklin tường thuật sự mất mát lớn lượng ozone (Nature, vol 315, trang 207). Các nhà nghiên
cứu BAS vẫn đang sử dụng một thiết bị 25 năm tuổi để ước tính bề dày của lớp ozone bằng cách đo bức xạ tử ngoại
đâm xuyên qua khí quyển. Cho đến khi ấy chỉ mới có những bản báo cáo vặt vãnh có giá trị thấp, nhưng một xu
hướng đã hiện rõ khi đội nghiên cứu vẽ đồ thị các trị trung bình của các phép đo tối thiểu. Sau đó, Farman đã nghiên
cứu một số cơ chế hóa học của lỗ thủng đó.
Trong khi những người Anh đang sử dụng thiết bị cũ kĩ của họ, thì vệ tinh Nimbus 7 của NASA cũng mang
lại những bằng chứng rõ ràng của sự suy yếu tầng ozone. Nhưng vì ngập mình trong dòng lũ dữ liệu và không có sự
chuẩn tinh thần từ trước, nên những người Mĩ vốn lo ngại thiết bị hoạt động không chuẩn, thoạt đầu đã bỏ sót vấn đề.
Khám phá ngoài dự tính của Farman chứng tỏ cho mọi người thấy rõ làm thế nào hoạt động của con người có
thể gây nguy hại cho bầu khí quyển – trong trường hợp này là với các hóa chất dùng trong tủ lạnh, máy điều hòa
không khí và các dung môi. Các chính phủ đã đồng ý cùng hành động và ngày nay hàm lượng ozone theo dự báo sẽ
hồi phục lại mức thập niên 1950 vào khoảng năm 2080 (Nature, vol 465, trang 34). Một kết cục không tệ cho một dự
án kiểu chơi tem nhàm chán.
Người thêm chữ ‘i’ cho iPod

Chúng đã gây phiền phức cho người khám phá ra chúng hồi thế kỉ thứ 16, nhưng những con số ảo đã mang
lại cho chúng ta mọi thứ, từ cơ học lượng tử cho đến âm nhạc di động.
Khi sinh viên học tới phần số ảo, một phản ứng chung là: cái quái gì thế? Vâng, khá nhiều thứ đã xảy ra khi
nó xuất hiện, mặc dù mất đến hàng thế kỉ người ta mới khám phá ra nhiều như vậy.

Bạn có thể hình dung ra căn bậc hai của một
con số âm hay không? (Ảnh: Gusto Images/SPL)
Một số ảo là căn bậc hai của một số âm. Những con số như vậy đã trở thành những công cụ thiết trong ngành
chế tạo vi chip và trong các thuật toán nén kĩ thuật số: máy hát MP3 của bạn hoạt động trên nền số ảo. Thậm chí còn
căn bản hơn nữa, số ảo là nền tảng của cơ học lượng tử, lí thuyết đã gây ra cuộc cách mạng điện tử học. Ít có công
nghệ hiện đại nào có thể tồn tại mà không có số phức – những con số có cả phần thực và phần ảo.
Vào thế kỉ thứ 16, khi nhà toán học người Italy Gerolomo Cardano đi đến ý tưởng về những con số ảo, thậm
chí các số âm còn bị người ta nghi ngờ là không biết có ích hay không. Mặc dù gặp nhiều khó khăn, nhưng Cardano
vẫn không lùi bước. Có lúc, Cardano thậm chí viết rằng chúng là “vô dụng”, nhưng rõ ràng ông nhận thấy chúng vừa
gây bực dọc vừa làm say đắm lòng người. “Cardano đã viết ra một biểu thức chính thức cho các số phức, ông có thể
cộng và nhân chúng, nhưng ông không thể mang lại cho chúng bất kì ý nghĩa thực tế hay ý nghĩa hình học nào”, theo
lời Artur Ekert ở trường Đại học Oxford.
Rafael Bombelli đã xây dựng lí thuyết trên nền tảng công trình của Cardano trong thập niên 1560, nhưng các
số ảo không được xem xét nghiêm túc mãi cho đến khi các nhà toán học nhận ra mối liên hệ giữa chúng và các hằng
số như π và e. Vào thế kỉ thứ 18, Leonhard Euler đã chứng minh rằng e i × π = - 1 (trong đó i là căn bậc hai của -1).
Ngày nay, các số ảo là không thể thiếu được.
Số ảo cũng có vai trò của chúng trong thuyết lượng tử nhằm giải thích khía cạnh kì lạ nhất của lí thuyết đó:
các đối tượng lượng tử như nguyên tử và electron có thể tồn tại ở hai hoặc nhiều nơi cùng một lúc. Các nhà vật lí và
triết học vẫn còn tranh cãi xem điều này có ý nghĩa gì, nhưng rõ ràng cơ sở toán học đó chỉ hoạt động được khi nó
bao hàm một số phức gọi là “biên độ xác suất”.
Không có các số ảo, bạn sẽ không có câu trả lời phản ánh thực tại của thế giới vật chất. Và cũng sẽ chẳng có
trong tay chiếc máy iPod.

Số phận bi thảm của nhà tiên phong di truyền học
Ngày nay, chúng ta biết rằng tập tính di truyền có thể biến đổi đáng kể mà không có sự biến đổi ADN –
nhưng một nhà khoa học xấu số đã phải tự vẫn vào năm 1926 để đưa kết luận đó vào lịch sử khoa học.
Khi Paul Kammerer dùng súng tự sát trên một sườn đồi ở Áo vào năm 1926, có vẻ như số phận đã trù định
ông chỉ được người ta nhớ tới là một kẻ lừa đảo trong khoa học, người đã bịa ra các kết quả của mình để chứng minh
cho một lí thuyết gây tranh cãi. Thật ra, có lẽ ông đã có chút ý tưởng thoáng qua về biểu sinh học, những biến đổi có
ảnh hưởng trong tập tính di truyền không liên quan gì đến các đột biến ADN.
Ý tưởng đúng nằm trong tay kẻ lừa gạt? (Ảnh: Paul Hobson/FLPA)
Kammerer đã không được biết tới với các thí nghiệm của ông về con cóc bà mụ, Alytes obstetricans (xem
ảnh), một loài lưỡng cư bất thường bắt cặp và đẻ trứng trên đất khô. Bằng cách giữ các con cóc trong điều kiện khô,
nóng bất thường, ông buộc chúng giao phối và để trứng trong nước. Chỉ một vài quả trứng nở con, nhưng con cái của
những cuộc hôn nhân dưới nước này cũng gây giống trong nước. Kammerer kết luận đây là bằng chứng của sự di
truyền Lamacrk – quan điểm (ngày nay được biết là không đúng) rằng các đặc điểm cần thiết trong quãng đời của
một cá nhân có thể di truyền cho con cái của nó.
Tháng 8 năm 1926, Kammereer bị chỉ trích là gian lận trên các trang báo Nature (Vol 118, trang 518). Sáu
tuần sau đó, ông đã tự sát. Câu chuyện buồn phần lớn bị quên lãng cho đến năm 1971, khi Arthur Koestler cho xuất
bản một tập sách khẳng định rằng các thí nghiệm của nhà sinh học trên có thể đã bị can thiệp bởi chính quyền phát
xít. Kammerer là một người theo chủ nghĩa xã hội, ông dự tính xây dựng một học viện ở Liên Xô, khiến ông trở
thành mục tiêu của phong trào quốc xã đang phát triển ở Vienna khi ấy.
Rồi vào năm ngoái, nhà sinh học Alex Vargas thuộc trường Đại học Chile ở Santiago đã xem xét lại công
trình của Kammerer. Theo Vargas, Kammerer không phải là kẻ gian lận, mà ông đã tình cờ phát hiện ra sự biểu sinh
(Journal of Experimental Zoology B, vol 312, trang 667). “Kammerer có phương pháp tiếp cận đúng”, Vargas nói,
ông hi vọng rằng các thí nghiệm con cóc một ngày nào đó sẽ được lặp lại.
Ngày nay, chúng ta biết rằng các kiểu di truyền thuộc loại mà Kammerer khẳng định đã quan sát thấy có thể
là do sự biểu sinh. Quá trình này là trọng tâm nghiên cứu của sinh học phân tử, và vô số loại thuốc hoạt động trên nó
đã được phát triển. Nó đã được khám phá bất kể đến Kammerer – nhưng có lẽ chúng ta sẽ không phải chờ đợi những
loại thuốc đó lâu như vậy nếu như ông đã được lịch sử nhìn nhận nghiêm túc.

Những sinh vật bé nhỏ
Khi một nhà buôn vải người Hà Lan thế kỉ thứ 17 nói với các trí tuệ lỗi lạc nhất xứ London rằng ông ta nhìn
thấy các “sinh vật nhỏ bé” qua chiếc kính hiển vi tự tạo của mình, họ đã bán tín bán nghi.
Vào đầu mùa thu năm 1674, Henry Oldenburg, thư kí của Hội Hoàng gia ở London, nhận được một lá thư
đặc biệt. Người gửi là Antoni van Leeuwenhoek, một nhà buôn vải xứ Delft ở Hà Lan, trong thư nêu một kết luận
nghe có vẻ không thể xảy ra được.
Antoni van Leeuwenhoek (Ảnh: Jan Verkolje)

Sử dụng một chiếc kính hiển vi do ông tự chế tạo, van Leeuwenhoek đã nhìn thấy những sinh vật nhỏ xíu,
không thể nhìn thấy bằng mắt trần, sinh sống trong nước ao hồ. Một số trong những “động vật nhỏ bé” này thật sự
quá nhỏ, như sau này ông ước tính, nếu lấy 30 triệu con như vậy sắp thành hàng thì vẫn nhỏ hơn một hạt cát.
Các giới chức ở Hội Hoàng gia bán tín bán nghi. Ngay cả với những thiết bị mạnh nhất của mình, thì nhà
hiển vi học danh tiếng người Anh Robert Hooke cũng chưa bao giờ quan sát thấy bất cứ thứ gì trông giống như
những sinh vật bé nhỏ cả.
Thật ra thì người Hà Lan trên đã phát triển các thấu kính ưu việt hơn nhiều so với các thấu kính của Hooke,
và ông đã phát hiện ra các vi khuẩn và động vật nguyên sinh. Với việc chế tạo ra các thấu kính ngày một nhỏ hơn và
cong hơn – sử dụng một kĩ thuật mà ông vẫn giữ kín – van Leeuwenhoek đã có thể phóng đại các vật lên tới 500 lần.
Đồng thời với việc khám phá ra giới vi sinh vật, ông còn là người đầu tiên nhìn thấy các tế bào hồng cầu của máu.
Năm 1677, van Leeuwenhoek gửi tiếp những quan sát động vật nhỏ bé khác nữa cho Hội Hoàng gia. Cuối
cùng rồi Hooke đã cải tiến các kính hiển vi do ông chế tạo và ông đã có thể nhìn thấy những sinh vật bé nhỏ ấy. Ba
năm sau, van Leeuwenhoek được kết nạp làm hội viên Hoàng gia.
Nhưng mãi cho đến năm 1890, hơn 160 năm sau khi van Leeuwenhoek qua đời, thì vi khuẩn mới được người
ta biết đến là có liên quan đến bệnh tật. “Đọc các lá thư của van Leeuwenhoek, bạn sẽ hình dung ra sự ấn tượng của
những người bị hoa mắt trước những cái ông đang tìm ra”, theo lời Lesley Robertson, người phụ trách các phòng
trưng bày tại khoa vi sinh vật học trường Đại học Delft. “Ông nghĩ rằng ông đã tìm ra một thế giới hoàn toàn mới –
nhưng chắc chắn ông chưa bao giờ nhận ra mối liên quan [của chúng] với bệnh tật”.

Protein sát thủ
Trước khi giành giải thưởng Nobel, Stanley Prusiner bị người ta nhạo báng vì đã đề xuất ra cái ông gọi là
prion gây ra chứng bệnh não bọt biển.
Khi bằng chứng cho thấy bệnh Creutzfeldt-Jakob rối loạn não kiểu “bọt biển” (CJD), bệnh kuru và scrapie
không thể truyền bởi virus hay vi khuẩn, thì nhà thần kinh học Stanley Prusiner đã nêu ra một loại tác nhân lây
nhiễm mới lạ: một protein xấu. Đó là một ý tưởng kì quặc đến mức Prusiner bị người ta nhạo báng.
Ảnh: Eye of Science/SPL

Prusiner lần đầu nghiên cứu những chứng bệnh này vào năm 1972, sau khi một trong các bệnh nhân của ông
tại trường Đại học California, San Francisco, qua đời vì CJD. Một thập niên sau, trên tạp chí Science (số 216, trang
136), ông đề xuất rằng những chứng bệnh này gây ra bởi một “hạt lây nhiễm chứa protein”, hay prion.
Ý tưởng đó dựa trên kết quả của các nhà nghiên cứu người Anh. Năm 1967, Tikvah Alper thuộc Đơn vị Xạ
trị của Trung tâm Nghiên cứu Y khoa đã chứng minh rằng bất kể cái gì gây ra CJD đều vô hại trước liều lượng bức
xạ tử ngoại phá hỏng bất kì chất liệu di truyền nào khác (Nature, số 214, trang 764). Không lâu sau đó, nhà toán học
John Stanley Griffith thuộc trường Bedford College ở London đã nghĩ ra một giả thuyết duy-protein cho sự lây bệnh
scrapie. Bài báo Nature năm 1967 của ông (số 215, trang 1043) phát biểu rằng không có lí do gì để lo sợ rằng ý
tưởng đó “sẽ làm cho toàn bộ cấu trúc lí thuyết của sinh học phân tử đi đến sụp đổ”.
Công trình này ít gây chú ý khi nó được công bố. Tuy nhiên, vào lúc Prusiner nhập cuộc, sự thờ ơ lãnh đạm
đã chuyển sang mức chỉ trích. Tháng 12 năm 1986, một trang hồ sơ mỉa mai của Prusine xuất hiện trên tạp chí
Discover, mang tiêu đề “Tên gọi của trò chơi là tiếng tăm: nhưng nó có phải là khoa học không?” Nhưng chỉ 11 năm
sau đó, ông đã được trao giải thưởng Nobel. Vẫn có những câu hỏi chưa có lời đáp về mô hình prion, nhưng chẳng ai
nghi ngờ rằng công trình nghiên cứu của Prusider sẽ mang lại kiến thức sâu sắc hơn về nguyên nhân gây ra chứng
thần kinh phân liệt.

Tương lai kĩ thuật số có từ quá khứ lâu rồi
Âm thanh kĩ thuật số được phát minh ra vào năm 1937 – hàng thập kỉ trước khi công nghệ sử dụng nó được
phát triển.
Tương lai kĩ thuật số có từ quá khứ lâu rồi (Ảnh: Steve Horrell/SPL)
Mặc dù vào lúc ấy, ông đã không nhận ra nó, nhưng năm 1937, kĩ sư người Anh Alec Reeves đã thiết lập nền
tảng cho các mạng viễn thông kĩ thuật số hiện đại. Van điều khiển (ống chân không) khi ấy đang ở trong thời kì
hoàng kim của nó, các máy vi tính kĩ thuật số vẫn còn là tương lai nhiều năm phía trước, và transistor thì một thập
niên nữa mới ra đời.
Năm 1927, những cuộc gọi điện thoại thương mại xuyên đại dương đã có thể thực hiện bằng các máy điện
thoại vô tuyến. Vào đầu những năm 1930, Reeves đã giúp phát triển các radio cao tần có thể mang tải vài cuộc gọi
cùng lúc, nhưng những cuộc gọi này chồng chất với nhau, tạo ra một tín hiệu nhiễu khó hiểu.
Khi ấy, Reeves nhận ra rằng việc biến đổi những biểu diễn dạng tương tự này của giọng nói thành một chuỗi
xung kiểu như điện báo có thể tránh được sự chồng chất rắc rối đó. Ông đã thiết kế các mạch điện để đo cường độ
của giọng nói của từng người 8000 lần trong một giây và gán cho cường độ tín hiệu đó là một trong 32 mức. Mỗi
mức khi đó được biểu diễn bằng một chuỗi năm chữ số nhị phân. Miễn là máy thu có thể phân biệt chuỗi nhị phân 1
với chuỗi nhị phân 0, thì nó có thể biến đổi chuỗi xung trở lại thành giọng nói.
Đó là trên lí thuyết. “Khi ấy, chẳng có công cụ nào có sẵn có thể biến nó thành sản phẩm kinh tế”, ông đã viết
như vậy hơn 25 năm sau này. Công ti chủ quản của ông, ITT, đã đăng kí bằng sáng chế điều biến mã xung, nhưng
chưa bao giờ kiếm được một xu nào trước khi bằng phát minh đó hết hiệu lực vào thập niên 1950.
Reeves là người có tầm nhìn xa trông rộng, ông thường nói: “Những điều tôi nói sắp xảy ra thì thường là đúng,
nhưng tôi chưa bao giờ nói đúng chính xác là khi nào cả”. Có lẽ ông nghĩ ông thật sự nhìn thấy tương lai. Ông đã
nghiên cứu tâm linh học và tin rằng ông đang cảm nhận các tín hiệu ở dạng mã Morse gửi đến từ những thế giới
khác.
Các nhà điều hành ITT cuối cùng đã bố trí ông vào chức danh nghiên cứu mạo hiểm tại Phòng thí nghiệm
Chuẩn Viễn thông ở Harlow, Essex. Trong vai trò đó, ông đã lập một nhóm để nghiên cứu công nghệ truyền thông
bằng laser, và nhiệt tình ủng hộ cho công trình nghiên cứu do Charles Kao lãnh đạo, cái đã mang đến mạng lưới cáp
quang mang tải các tín hiệu ánh sáng điều biến mã xung đi khắp thế giới ngày nay.
Trần Nghiêm dịch – thuvienvatly.com

WWW.THUVIENVATLY.COM
Bản Tin Vật Lý
© Thư Viện Vật Lý

www.thuvienvatly.com
banquantri@thuviemvatly.com
Tháng 11 năm 2010
Nội dung: Trần Nghiêm – trannghiem@thuvienvatly.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.
73

Bản Tin Vật Lý tháng 11 - 2010 - Vinh danh giải Nobel

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 11 - 2010 - Vinh danh giải Nobel

Uploaded by

Copyright:

Available Formats

WWW.THUVIENVATLY.

Bản Tin Vật Lý

© Thư Viện Vật Lý

Nội dung: Trần Nghiêm – trannghiem@thuvienvatly.com

Graphene giành giải Nobel Vật lí 2010 ........................................................................... 1

Từ con số không trở thành anh hùng:

Vinh danh nhà vật lý Andre Geim và Konstantin Novoselov

Andre Geim Konstantin Novoselov

Manchester, Vương quốc Anh Manchester, Vương quốc Anh

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 1

Graphene - Chất liệu phẳng nhất thế giới

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 2

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 3

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 4

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 5

Bắc Kinh hi vọng mang một mẫu đá mặt trăng về trái

Ngày phóng phi thuyền là ngày quốc khánh của Trung

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 6

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 7

“Bạn cần có một bộ 30 nguyên tử nếu bạn muốn chế

“Giấc mơ của các nhà khoa học trong thế kỉ qua là

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 8

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 9

Một vệ tinh với một dây cáp 1000 m và một cánh

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 10

Giăng buồm trong gió photon

Poncy cùng các đồng nghiệp tại Thales đã nghiên cứu

Khi đi qua trong cự li cách phi thuyền đang bay trên

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 11

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 12

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 13

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 14

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 15

Vì hydrogen là nguyên tố thứ hai duy nhất được biết

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 16

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 17

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 18

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 19

Michael Shull thuộc trường Đại học Colorado và đội

Nhưng Hubble tìm thấy mất khoảng 2 tỉ năm nữa thì

Bức xạ này không do các ngôi sao phát ra, mà từ các

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 20

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 21

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 22

Để khắc phục những vấn đề này, Andrea Ferrari và

Đội nghiên cứu đã tạo ra những ma trận vuông gồm

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 23

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 24

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 25

“Bạn không những làm nước vọt lên, mà là nước biển

Mô hình đã chạy mô phỏng vài năm sau cú va chạm

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 26

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 27

ANITA là một máy dò sóng vô tuyến gắn trên một khí

Mặc dù ANITA chưa thu được tín hiệu này, nhưng nó

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 28

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 29

“Bạn có thể nói kẻ giàu ngày một giàu hơn, và sự đậm

Khi vũ trụ giãn nở ở một tốc độ tăng dần do năng

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 30

Đội khoa học hi vọng tìm thấy nhiều đám thiên hà

“Sau nhiều năm cố gắng, những thành công ban đầu

Bản tin Vật lý tháng 11/2010 __ Trang 31

Chui hầm, chứ không bức xạ