Ebook Lịch sử Vật lí thế kỉ 20: Phần 2 gồm có những nội dung chính sau: 1951 – 1960: Vật lí học và Sự phát triển những công nghệ mới; 1961 – 1970: Kỉ nguyên chinh phục và thám hiểm; 1971 – 1980: Bắt đầu một sự tổng hợp mới; 1981 – 1990: Mở rộng tầm ảnh hưởng; 1991 – 2000: Các kết nối vũ trụ; Kết luận: Các thách thức mang tính toàn cầu và vũ trụ trong thế kỉ 21. Mời các bạn cùng tham khảo.
1951 – 1960 Vật lí học Sự phát triển công nghệ Vào kỉ thứ 20, nhà vật lí tự thấy họ đứng giao lộ bên nhà khoa học, bên người công dân Nền khoa học họ giữ vai trò quan trọng việc kết thúc Thế chiến thứ hai, lúc nhiều nhà phát triển bom nguyên tử vào hoạt động trị phản đối chương trình nghiên cứu vũ khí hạt nhân Họ cảnh báo loại hình chiến tranh phá hủy thân văn minh Những người khác xem việc ngừng nghiên cứu vũ khí sai lầm Khơng có quốc gia ngăn kẻ thù phát triển hệ thống vũ khí có nhiều sức mạnh Do đó, nghiên cứu vũ khí hạt nhân cần thiết để tự vệ Trong giới thời hậu chiến, khối liên minh mới, đứng đầu Mĩ Liên Xô, tăng cường bước vào loại hình kình địch Chiến trường gọi chiến tranh lạnh hệ tư tưởng, chủ nghĩa tư chống lại chủ nghĩa cộng sản Mỗi bên lúc trút hết tài nguyên thành cơng nghệ để chứng minh cho ưu việt hệ thống trị bên Họ chạy đua phát triển bom khinh khí – thiết bị nhiệt hạch, giống Mặt trời, tạo từ phản ứng hợp hạt nhân – tên lửa đạn đạo mang bom xa đến nửa vịng trái đất Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 84 Cho dù có tham gia hoạt động trị hay khơng sau chiến tranh kết thúc, đa số nhà vật lí hăm hở quay lại với hứng thú nghiên cứu thời tiền chiến Một số theo đuổi khoa học bản, cịn người khác thích nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ Trong năm 1950, nghiên cứu vật lí mang lại chia sẻ bất ngờ cho nhà khoa học cơng chúng nói chung Như chương trình bày, máy gia tốc hạt detector dẫn tới khám phá nhiều hạt hạ ngun tử trước khơng tưởng tượng Nhưng từ viễn cảnh lịch sử văn hóa, phát triển có liên quan đến vật lí trội thập niên lĩnh vực điện tử học bán dẫn, đặc biệt transistor Nó bắt đầu cho cách mạng truyền thông máy vi tính tiếp tục 50 năm sau Đối với nhà vật lí chất rắn, năm 1950 hóa thập niên đáng nhớ thật Không transistor mang ý công chúng đến cho ứng dụng thuộc lĩnh vực nghiên cứu họ, mà đột phá lí thuyết cịn giải bí ẩn siêu dẫn, 46 năm sau tượng phát Cả hai thành tựu mang lại giải Nobel vật lí – năm 1956 cho transistor năm 1972 cho siêu dẫn Cả hai giải thưởng chia sẻ cho đội khoa học gồm ba nhà nghiên cứu Và thiên tài lí thuyết đứng đằng sau hai thành tựu John Bardeen, người trở thành người (và người từ trước đến nay) giành hai giải Nobel thuộc lĩnh vực Vật lí chất rắn Cơng nghệ Các nhà vật lí kĩ sư nhìn thấy trước tác động transistor phát minh vào năm 1948 Phịng thí nghiệm Bell, thập niên 1950 vào sống thường nhật người Vì lí đó, thập niên 1940 bị át trội chiến tranh sắc động lực học lượng tử, nên phần trình bày nghiên cứu dẫn đến transistor gác lại chương Vào đầu năm 1950, vài ba người nằm ngồi giới khoa học cơng nghiệp điện tử nghe nói tới transistor Những người quen thuộc với công nghệ hiểu transistor bắt đầu thay cho ống chân không loại dụng cụ điện tử Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 85 Radio ống chân khơng có kích cỡ chừng lò nướng bánh đại, ti vi nằm hộp dài chừng vài foot, cao rộng chừng foot Máy vi tính lớn phịng Chúng chứa đầy bên ống chân khơng có dây tóc lóe sáng cháy lên đặn giống bóng đèn Điều bắt đầu thay đổi vào tháng 11 năm 1954, công ti Regency bắt đầu bán sản phẩm radio bỏ túi TR-1 có transistor thay cho ống chân không với giá 49,95 USD, cỡ số tiền trung bình người cơng nhân kiếm tuần Trong vòng vài năm, nhà sản xuất học cách sản xuất transistor với chi phí thấp nhiều Những máy radio transistor buổi đầu phổ biến đến mức vào đầu năm 1960, từ transistor trở nên đồng nghĩa với “radio bỏ túi” Người ta nói tới việc nghe “transistor” họ Mười năm sau đó, ống chân khơng khơng cịn sản xuất nữa, ngoại trừ dùng thiết bị chuyên dụng Vào cuối năm 1950, đa số người biết transistor thay ống chân không ti vi, người biết biến đổi đáng kể nhiều ngành công nghệ chất rắn Với transistor thay cho ống chân khơng, máy vi tính nhanh chóng địi hỏi lượng cấp bảo dưỡng hơn, chạy nhanh nhiều, có nhiều khả Cuộc cách mạng số bắt đầu Như lưu ý, William Shockley, Walter Brattain, John Bardeen nhận giải Nobel vật lí 1956 cho việc phát minh transistor họ làm việc Phịng thí nghiệm Bell Nhưng lúc họ Stockholm nhận giải, họ khơng cịn chung đội Bardeen trở thành giáo sư trường đại học Illinois, chuyến làm gián đoạn nghiên cứu ông với hai người học trò, Leon Cooper (1930– ) J Robert Schrieffer (1931– ), họ bên bờ khai phá toán xưa quan trọng ngành vật lí chất rắn, chế siêu dẫn Các nhà phát minh transistor (từ trái sang phải): John Bardeen, William Shockley, Walter Brattain phịng thí nghiệm (Ảnh: AIP Emilio Segrè Visual Archives) Bardeen theo đuổi dự án vừa thách thức mặt lí thuyết, vừa quan trọng mặt thực tiễn Trong số thứ ông say mê gọi tốn nhiều vật, khơng có lĩnh vực vật lí học lại địi hỏi phân tích nhiều vật sáng tạo Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 86 vật lí chất rắn Có lẽ nhiều khoa học khác, vật lí học phụ thuộc vào mơ hình tốn học để biểu diễn mơ tả tượng tự nhiên Các nhà vật lí thường bắt đầu việc lưu ý mối liên hệ toán học tập hợp phép đo Sau đó, họ tìm ngun tắc vật lí để giải thích chúng Chuyển động hành tinh thí dụ Johannes Kepler lưu ý thấy ba mối liên hệ toán học hay “định luật” áp dụng cho quỹ đạo hành tinh Lời giải thích vật lí xuất hàng thập kỉ sau từ ngài Isaac Newton Các định luật ông chuyển động hấp dẫn tạo công thức Kepler hệ Các định luật Newton suy phương trình xác Kepler trường hợp đặc biệt, tương tác hai vật Mặt trời hành tinh Hệ mặt trời thật có nhiều hành tinh, việc tính tốn trọn vẹn chuyển động chúng phức tạp nhiều Mỗi hành tinh có tác động lên nhau, quỹ đạo thu bị lệch khỏi dự đốn Kepler Vì hành tinh nhỏ Mặt trời nhiều lần, nên sai lệch nhỏ khơng lưu ý có cơng cụ đo xác Như vậy, phép phân tích hai vật, khơng phải nhiều vật, lúc đầu đủ Một tình tương tự phát sinh vật lí lượng tử Các nhà vật lí để ý đến khn mẫu tốn học quang phổ hydrogen (thí dụ dải phổ Balmer) Thuyết lượng tử ban đầu xem nguyên tử hydrogen hệ hai vật (một proton electron), phép tính mang lại phù hợp tốt đặc biệt cho quang phổ thu Nhưng chuyển từ hydrogen sang nguyên tử lớn hơn, học lượng tử cần phải mô tả trạng thái nhiều electron Các phép tính trở nên phức tạp Khi đối mặt trước tính phức tạp, nhà vật lí thường tìm gần Trong trường hợp này, electron nguyên tử nhiều electron, họ lấy trung bình lực đẩy điện từ tất electron xem nhiễu loạn – hiệu chỉnh thứ yếu – lực hút điện hạt nhân Nói cách khác, họ thay phép tốn hệ nhiều vật tập hợp phép toán hai vật cho electron tương tác với hạt nhân bị biến đổi Điều làm cho phép tốn dễ thao tác mang lại kết không xác – có ích Nó có tác dụng electron nguyên tử chịu lực át trội từ phía hạt nhân nhiều lực nhỏ từ electron khác Toán học nhiều vật trở nên phức tạp nhiều khơng có lực át trội Thí dụ, electron định chất rắn tương tác với nhiều hạt nhân, nên việc tính tốn trạng thái lượng tử mức lượng chúng đòi hỏi phép tính nhiều vật cải tiến Phân tích mang lại ba loại hàm sóng electron khác Loại thứ electron liên kết với nguyên tử, ví dụ electron thuộc lớp vỏ lấp đầy Hàm sóng mức lượng tương ứng chúng tính tốn từ mơ hình tốn hai vật gồm electron hạt nhân Hàm sóng cho electron tập trung xung quanh quỹ đạo nguyên tử mà thuộc Những electron liên kết hóa học có loại hàm sóng thứ hai Những hàm sóng tính từ mơ hình tốn học liên quan đến số vật – electron tham gia liên kết cộng với hạt nhân nguyên tử mà chúng kết hợp chung Hàm sóng thu tập trung vùng liên kết, mô tả phần bổ sung “Các mức lượng hàm sóng electron chất rắn” trang sau Những electron có mức lượng nằm dải hóa trị, mơ tả chương Phần bổ sung mơ tả loại hàm sóng electron thứ ba, tương ứng với mức lượng dải dẫn (như mô tả chương 4) Các electron dẫn thuộc nguyên tử Do đó, hàm sóng chúng tăng giảm giống sóng đại dương vơ hạn, với hình dạng đỉnh sóng hõm sóng phù hợp với dạng tinh thể nguyên tử chất rắn Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 87 Khi nhà vật lí cất cơng tìm hiểu tính chất chất rắn, vấn đề trở nên rõ ràng nhiều tượng – số chúng có dẫn nhiệt điện; phản xạ, truyền, hấp thụ ánh sáng; hành trạng từ tính vật liệu – có liên quan đến electron Ngun lí loại trừ Pauli yêu cầu electron có trạng thái lượng tử mức lượng tương ứng nhất, bên lớp vỏ chứa đầy nguyên tử, phận liên kết hóa học với mức lượng nằm dải hóa trị, electron tự với mức lượng nằm dải dẫn Chất dẫn điện, Chất cách điện Chất bán dẫn Để tìm hiểu lịch sử ngành điện tử học bán dẫn, trước tiên cần tìm hiểu tính chất chất rắn Nghĩa sách tạm thời, cần thiết, chệch hướng khỏi lịch sử vật lí sang nói lịch sử khoa học Các chất rắn chia thành ba loại khác tùy theo cách mà chúng dẫn điện: chất dẫn điện, chất cách điện, chất bán dẫn Các chất dẫn điện thường kim loại, chúng cho dòng điện qua chúng cách dễ dàng Ở cấp độ nguyên tử, chúng có electron dải dẫn chúng Các electron dẫn chuyển động chất dẫn điện cách ngẫu nhiên, bị bật trúng nguyên tử thay đổi hướng tốc độ Khi nối chất dẫn điện với nguồn điện áp, thí dụ pin hay máy phát, chuyển động electron khơng cịn hồn tồn ngẫu nhiên Mặc dù chúng chuyển động bất quy tắc, electron dẫn nói chung chạy khỏi điện cực âm (ca-tôt) chạy phía điện cực dương (a-nơt) nguồn điện áp Ngay electron vào a-nơt, electron khác từ ca-tôt chạy vào chất dẫn điện thay cho chúng Ngoại trừ trường hợp đặc biệt siêu dẫn, electron phần lượng chúng va chạm đường từ ca-tôt sang a-nơt chất dẫn điện Hiện tượng nguyên nhân gây điện trở Điện trở chất dẫn điện thường tăng nóng lên Các nguyên tử chất rắn luôn dao động xung quanh “nhà” chúng hay vị trí cân Khi vật liệu nóng lên, nguyên tử dao động nhanh hơn, làm cho va chạm electron với nguyên tử lấy nhiều lượng chuyển động Khi nhiệt độ cao, electron phải quãng đường dài hơn, zic zắc để sang a-nơt, nghĩa gặp cản trở điện nhiều Những phép tính lượng tử nhiều vật cho chất rắn mang lại dải hóa trị dải dẫn với khe trống chúng Kích cỡ khe trống cho biết chất liệu có chất cách điện tốt hay không Chất cách điện không dẫn điện, khơng có chất liệu hồn tồn cách điện Khi nhiệt độ tăng lên, lượng trung bình electron nguyên tử tăng lên Một số electron không lại mức lượng thấp Trong chất cách điện, dải hóa trị có nhiều trạng thái lượng cao sẵn sàng hỗ trợ tăng lượng nhiệt Để nhảy khỏi dải hóa trị sang dải dẫn, electron cần lượng lớn nên điều khơng xảy Vì thế, đa số electron chất cách điện liên kết với nguyên tử độc thân Hầu tồn electron cịn lại đóng vai trò electron liên kết nguyên tử - nghĩa lượng chúng nằm dải hóa trị - nên chúng khơng tự chạy thành dịng Điều có nghĩa chất cách điện chặn dịng điện lại gần hồn tồn Một cách nói khác điện trở chất cách điện cao Trong chất bán dẫn, mức lượng electron dải hóa trị gần lấp đầy, khe trống dải hóa trị dải dẫn nhỏ Khi nhiệt độ chất bán dẫn tăng lên, số electron thu đủ lượng để nhảy khỏi dải hóa trị sang dải dẫn Vì thế, điện trở chất bán dẫn cao khơng cao lắm, khiến chất dẫn điện tốt, chất cách điện tốt Điện trở chất bán dẫn giảm (hay độ Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 88 dẫn tăng lên) nhiệt độ tăng lên; điều ngược lại với hành trạng chất dẫn điện Tính chất quan trọng chất bán dẫn điện tử học phương thức mà độ dẫn điện thao tác Chất bán dẫn sử dụng thông dụng nguyên tố silic, có electron hóa trị nguyên tử Silic tinh khiết hình thành nên tinh thể liên kết cộng hóa trị nguyên tử silic chia sẻ electron hóa trị với bốn nguyên tử láng giềng Sự xếp mang lại cho nguyên tử tinh thể lớp vỏ lấp đầy có tám electron Tuy nhiên, electron dùng chung vài nguyên tử, nên lớp vỏ lấp đầy khơng liên kết chặt chẽ vốn có tồn tám electron thuộc nguyên tử Dải hóa trị lấp đầy, khe trống dải dẫn khơng cịn lớn Vì thế, cho dù nhiệt độ phịng có đủ lượng nhiệt để đưa vài electron hóa trị liên kết lỏng lẻo vào dải dẫn Vì electron mang điện tích âm, nên nguyên tử silic electron sang dải dẫn cịn thừa lại điện tích dương Thật electron dải dẫn tạo lỗ trống tích điện dương với nguyên tử silic Lỗ trống hút electron từ nguyên tử lân cận Khi điều xảy lỗ trống di chuyển sang chỗ lân cận Do lượng nhiệt tinh thể, nên cặp electron-lỗ trống sinh tốc độ ổn định Số cặp tăng dần trừ electron dẫn tạo nơi bắt gặp lỗ trống lấp đầy Hiện tượng gọi kiện hủy cặp làm cho electron lẫn lỗ trống biến Khi tốc độ hủy cặp electron-lỗ trống với tốc độ tạo cặp electron-lỗ trống, số lượng loại điện tích không tăng nữa, hai loại di chuyển tự tinh thể với số lượng Nếu hai điện cực pin nối với hai bên tinh thể silic, electron chạy phía anode vào anode, cịn lỗ trống chạy phía cathode, chúng lấp đầy electron từ pin đến Dòng điện nhỏ nhiều so với trường hợp hai cực pin nối qua dây kim loại, silic rõ ràng không hành xử giống chất cách điện Cho đến đây, trừ đoạn đề cập ngắn gọn đến khiếm khuyết tinh thể chương 4, sách xét tinh thể chúng xếp đặn nguyên tử Thật ra, ứng dụng công nghệ quan trọng chất bán dẫn thu từ việc đưa có chủ đích tạp chất vào tinh thể khơng gần hoàn hảo chất liệu bán dẫn Giả sử thêm chút phospho – láng giềng silic bảng tuần hoàn với nhiều proton electron nguyên tử - vào silic Các nguyên tử phospho chỗ nguyên tử silic cấu trúc mạng Chúng chia sẻ số electron hóa trị với nguyên tử silic lân cận, electron thứ vào dải dẫn mà không tạo lỗ trống hết Do electron dải dẫn, nên silic pha tạp chất chất dẫn điện tốt hơn, lúc dẫn dịng hạt mang điện âm Vì lí mà gọi chất bán dẫn loại n Mặt khác, giả sử tạp chất pha thêm láng giềng khác silic, nhôm, nguyên tố thiếu proton electron so với silic Khi nguyên tử nhôm chỗ nguyên tử silic, có electron hóa trị để chia sẻ, tinh thể trở thành chất bán dẫn loại p với dư thừa lỗ trống tích điện dương Một lần nữa, khả dẫn điện tăng cường, lần đến lượt lỗ trống mang dòng điện Nối chất bán dẫn loại p với chất bán dẫn loại n tạo dụng cụ gọi diode Nếu anode pin nối với phía loại p, hiệu điện làm dịch chuyển lỗ trống phía loại p electron phía loại n phía chỗ tiếp xúc, chúng gặp hủy lẫn Anode hút lấy electron tạo lỗ trống Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 89 phía loại p, cịn cathode gửi electron vào phía loại n Kết dòng điện đặn Diode gọi phân cực thuận Sự có mặt nguyên tử tạp chất làm cho chất bán dẫn có thừa electron (loại n) lỗ trống (loại p) Lớp tiếp xúc chất bán dẫn loại p chất bán dẫn loại n tác dụng diode, dụng cụ cho phép dịng điện chạy theo chiều, khơng cho chạy theo chiều ngược lại Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 90 Nhưng đảo nguồn ngược lại, hiệu điện làm cho electron phía loại n chạy anode, lỗ trống phía loại p chạy cathode Lần này, điện tích trái dấu hình thành bên ngồi diode làm trung hòa hiệu điện nguồn Khơng có điện tích dịch chuyển qua lớp tiếp xúc, khơng có dịng điện chạy, người ta nói diode bị phân cực ngược Như vậy, diode van chiều dịng điện: Nó thật có ích cho việc biến đổi dòng điện xoay chiều thành điện chiều Transistor dụng cụ bán dẫn tác dụng khuếch đại cơng tắc điện điều khiển Ngày nay, chúng có nhiều dạng, loại chế tạo – dễ giải thích – giống hai diode lưng-đối-lưng, tạo thành ba lớp xen kẽ chất bán dẫn loại p loại n Hình vẽ bên cho thấy hoạt động transistor n-p-n, electron chạy từ cathode vào vùng loại n gọi emitter (cực phát), qua vùng loại p gọi base (cực gốc), sang vùng loại n thứ hai gọi collector (cực thu), chạy sang anode (Các lỗ trống chạy theo hướng ngược lại) Dịng điện có chạy qua hay không cường độ tùy thuộc vào hiệu điện biến thiên nhỏ (ngược chiều với hiệu điện chính) hai bên lớp tiếp xúc base-colletor Khơng có hiệu điện đó, lớp tiếp xúc base-collector chặn dòng điện lại giống diode phân cực ngược; hiệu điện đủ lớn, lớp tiếp xúc bị phân cực thuận, electron qua Transistor dụng cụ bán dẫn thay đổi nhỏ hiệu điện đặt vào điều khiển thay đổi lớn dịng điện, khiến có vai trị khuếch đại cơng tắc điện điều khiển Nói cách khác, có hiệu điện base-collector ngưỡng xảy biến đổi dòng điện transistor Nếu ngưỡng dốc đứng, biến đổi hiệu điện tác dụng giống công tắc chuyển transistor on off Nếu ngưỡng tăng từ từ, Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 91 transistor khuếch đại, phản ứng với thay đổi nhỏ hiệu điện với thay đổi lớn dịng điện vùng ngưỡng Vào cuối năm 1940, nhiều nhà vật lí khảo sát lí thuyết lượng tử nhiều vật chất rắn, đặc biệt áp dụng cho chất bán dẫn Tại Phịng thí nghiệm Bell, John Bardeen lên người lãnh đạo ông hiểu rõ vấn đề kĩ thuật thực hành việc chế tạo dụng cụ điện tử bán dẫn Người ta nói tới việc pha tạp chất vào mẩu silicon với lượng nhỏ để chế tạo lớp kẹp p-n-p n-p-n với tính chất mong muốn Người ta cần đến hòa trộn kiến thức toán học, kĩ thực hành đột phá công nghệ để thật chế tạo transistor Như lưu ý chương trước, đội khoa học William Shockley, Walter H Brattain, Bardeen người hồn thành kì cơng đó, mang lại cho họ giải thưởng Nobel vật lí năm 1956 Các mức lượng electron hàm sóng chất rắn Đây phần trình bày đơn giản hóa số sở tốn học mà nhà vật lí phát triển để xử lí tương tác nhiều vật mà electron trải nghiệm chất rắn Bắt đầu với tương tác hai vật electron với hạt nhân Về mặt tốn học, nhà vật lí biểu diễn tương tác dạng đồ thị ba chiều electron, tăng lên electron di chuyển xa hạt nhân, minh họa thể chiều Kết phần hình minh họa A), “giếng thế” với hạt nhân Các đường nằm ngang giếng biểu diễn mức lượng mà học lượng tử cho phép, chúng tiến đến gần electron nằm xa hạt nhân Khoảng cách giảm dần mức lượng có nghĩa có số vơ hạn trạng thái lượng tử cho electron nguyên tử Phần biểu đồ biểu diễn đơn nguyên tử dạng giếng cực sâu với hạt nhân nằm Các thành giếng biểu diễn lượng mà electron phải có khoảng cách tính từ tâm Các đường ngang biểu diễn mức lượng electron, số nhấn mạnh cách vẽ đậm Phần biểu đồ biểu diễn hàm sóng electron chiếm giữ mức lượng nhấn mạnh Hàm sóng đạt cực đại nhọn khoảng cách với bán kính quỹ đạo cho mức lượng Điều có nghĩa electron có xác suất tìm thấy cao khoảng cách tính từ hạt nhân ra, khoảng cách khác Phần hình minh họa A) biểu diễn hàm sóng electron cho trạng thái lượng tử đặc biệt mức lượng tương ứng Nó đạt cực đại sắc nhọn khoảng cách tính từ hạt nhân tương ứng với bán kính quỹ đạo cho trạng thái lượng tử đó, biểu thị xác suất tìm thấy electron dọc theo quỹ đạo cao, xác suất tìm thấy nơi khác thấp Trong chất rắn, nguyên tử gần nên electron nguyên tử chịu lực hút điện từ hạt nhân láng giềng mạnh lực hút hạt nhân Trong trường hợp đó, khơng thể nói thuộc ngun tử định Nó thuộc hai (hoặc vài) nguyên tử Những nguyên tử liên kết với theo liên kết cộng hóa trị Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 92 liên kết ion, mơ tả chương Hình minh họa B) thể xảy nhà vật lí áp dụng sở tốn học học lượng tử cho hai nguyên tử chia sẻ electron Giếng nguyên tử chồng lấn lên tạo giếng hõm kép với cực đại thấp cực đại bên ngồi Giếng cắt đứt phần hai giếng ban đầu nơi chúng chồng lấn để lại số lượng nhỏ, hữu hạn trạng thái lượng đơn nguyên tử phép Theo nguyên lí loại trừ Pauli, khơng có hai electron có trạng thái lượng tử Trong nhiều trường hợp hai-nguyên-tử, số lượng trạng thái đơn nguyên tử nhỏ số electron có nguyên tử Điều có nghĩa số electron phải chiếm giữ tập hợp gồm mức lượng thuộc hai nguyên tử Những mức tạo nên dải hóa trị trình bày chương Hàm sóng chúng khơng có cực đại nhọn vùng quỹ đạo xung quanh nguyên tử hay nguyên tử kia; thay vào chúng trải rộng khắp vùng mà liên kết hình thành Điều có nghĩa electron liên kết có khả gần nguyên tử hay nguyên tử kia, đồng thời có xác suất cao có mặt chúng Nếu hai nguyên tử đủ gần giếng chúng chồng lấn lên nhau, kết giếng hõm kép với số mức lượng thấp cho trạng thái electron thuộc nguyên tử cộng với mức dải hóa trị lượng cao chia sẻ hai nguyên tử liên kết cộng hóa trị Hàm sóng cho mức lượng dải hóa trị có cực đại rộng, cho thấy electron có khả tìm thấy cao vùng nguyên tử Minh họa C) thể bước tiếp theo, xét đến tồn vật rắn Giờ thành bên giếng hai vật hạ thấp xuống Điều làm suy giảm dải hóa trị xuống số hữu hạn trạng thái lượng tử Trong chất liệu định, thí dụ kim loại, số trạng thái đơn nguyên tử cộng với số trạng thái dải hóa trị nhỏ tổng số electron Một số electron phải chẳng thuộc nguyên tử hay liên kết chúng, mà thuộc toàn nguyên tử Các mức lượng chúng nằm dải dẫn, chúng chảy tự bên chất liệu Phản ánh xác suất electron dẫn tìm thấy bên chất liệu, hàm sóng tăng giảm theo kiểu phù hợp với xếp tinh thể nguyên tử Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 93 Louis-Eugène-Félix Néel (1904–2000), Pháp Cho cơng trình nghiên cứu khám phá tính phản sắt từ sắt từ mang đến ứng dụng quan trọng ngành vật lí chất rắn 1971 Dennis Gabor (1900–79), Anh Cho phát minh phát triển ông phương pháp ảnh ba chiều 1972 John Bardeen (1908–91), Mĩ, Leon Neil Cooper (1930– ), Mĩ, John Robert Schrieffer (1931– ), Mĩ Cho lí thuyết phát triển chung họ siêu dẫn, thường gọi lí thuyết BCS 1973 Leo Esaki (1925– ), Nhật Bản, Ivar Giaever (1929– ), Mĩ Cho khám phá thực nghiệm, tương ứng, họ tượng chui hầm chất bán dẫn chất siêu dẫn Brian David Josephson (1940– ), Anh Cho dự đốn lí thuyết ơng tính chất siêu dịng chạy qua rào chắn đường hầm, đặc biệt tượng thường gọi hiệu ứng Josephson 1974 Ngài Martin Ryle (1918–84), Anh, Antony Hewish (1924– ), Anh Cho nghiên cứu tiên phong họ thiên văn học vô tuyến: Ryle, cho quan sát phát minh ông, đặc biệt kĩ thuật tổng hợp mở; Hewish, cho vai trị định ơng khám phá pulsar 1975 Aage Niels Bohr (1922– ), Đan Mạch, Ben Roy Mottelson (1926– ), Đan Mạch, Leo James Rainwater (1917–86), Mĩ Cho khám phá mối liên hệ chuyển động tập thể chuyển động hạt hạt nhân nguyên tử phát triển lí thuyết cấu trúc hạt nhân nguyên tử dựa mối liên hệ 1976 Burton Richter (1931– ), Mĩ, Samuel Chao Chung Ting (1936– ), Mĩ Cho cơng trình tiên phong họ khám phá hạt sơ cấp nặng thuộc loại 1977 Philip Warren Anderson (1923– ), Mĩ, Ngài Nevill Francis Mott (1905–96), Anh, John Hasbrouck van Vleck (1899–1980), Mĩ Cho nghiên cứu lí thuyết họ cấu trúc điện tử hệ từ tính trật tự Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 168 1978 Pyotr Leonidovich Kapitsa (1894–1984), Liên Xô Cho phát minh khám phá ơng lĩnh vực vật lí nhiệt độ thấp Arno Allan Penzias (1933– ), Mĩ, Robert Woodrow Wilson (1936– ), Mĩ Cho khám phá xạ vi sóng vũ trụ 1979 Sheldon Lee Glashow (1932– ), Mĩ, Abdus Salam (1926–96), Pakistan, Steven Weinberg (1933– ), Mĩ Cho đóng góp họ lí thuyết tương tác yếu tương tác điện từ thống hạt sơ cấp, đó, khơng kể thứ khác, có tiên đốn dịng trung hịa yếu 1980 James Watson Cronin (1931– ), Mĩ, Val Logsdon Fitch (1923– ), Mĩ Cho khám phá vi phạm nguyên lí đối xứng phân hủy meson K trung hòa 1981 Nicolaas Bloembergen (1920– ), Mĩ, Arthur Leonard Schawlow (1921–99), Mĩ Cho đóng góp họ phát triển quang phổ học laser Kai M Siegbahn (1918– ), Thụy Điển Cho đóng góp ơng phát triển quang phổ học electron phân giải cao 1982 Kenneth G Wilson (1936– ), Mĩ Cho lí thuyết ông tượng tới hạn liên quan đến chuyển tiếp pha 1983 Subramanyan Chandrasekhar (1910–95), Mĩ Cho nghiên cứu lí thuyết ơng q trình vật lí có tầm quan trọng cấu trúc phát triển William Alfred Fowler (1911–95), Mĩ Cho nghiên cứu lí thuyết thực nghiệm ông phản ứng hạt nhân có tầm quan trọng hình thành nguyên tố hóa học vũ trụ 1984 Carlo Rubbia (1934– ), Italy, Simon van der Meer (1925– ), Hà Lan Cho đóng góp có tính định họ cho dự án lớn mang lại khám phá hạt W Z, hạt trung chuyển tương tác yếu Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 169 1985 Klaus von Klitzing (1943– ), Cộng hòa liên bang Đức Cho khám phá hiệu ứng Hall lượng tử 1986 Ernst Ruska (1906–88), Cộng hịa liên bang Đức Cho cơng trình nghiên cứu ông quang học electron, cho thiết kế kính hiển vi điện tử Gerd Binnig (1947– ), Cộng hòa liên bang Đức, Heinrich Rohrer (1933– ), Thụy Sĩ Cho thiết kế họ kính hiển vi quét chui hầm 1987 J Georg Bednorz (1950– ), Cộng hòa liên bang Đức, K Alexander Müller (1927– ), Thụy Sĩ Cho bước đột phá quan trọng họ việc khám phá siêu dẫn chất liệu ceramic 1988 Leon M Lederman (1922– ), Mĩ, Melvin Schwartz (1932–2006), Mĩ, Jack Steinberger (1931– ), Thụy Sĩ Cho phương pháp chùm neutrino minh chứng cấu trúc kép lepton qua khám phá neutrino muon 1989 Norman F Ramsey (1915– ), Mĩ Cho phát minh phương pháp trường dao động tách biệt cơng dụng maser hydrogen đồng hồ nguyên tử khác Hans G Dehmelt (1932– ), Mĩ, Wolfgang Pauli (1913–93), Cộng hòa liên bang Đức Cho phát triển kĩ thuật bẫy ion 1990 Jerome I Friedman (1930– ), Mĩ, Henry W Kendall (1926–99), Mĩ, Richard E Taylor (1929– ), Canada Cho nghiên cứu tiên phong họ tán xạ sâu, phi đàn hồi, electron lên proton neutron liên kết, tượng có tầm quan trọng thiết yếu phát triển mơ hình quark ngành vật lí hạt 1991 Pierre-Gilles de Gennes (1932– ), Pháp Cho khám phá phương pháp phát triển việc nghiên cứu tượng trật tự hệ đơn giản khái quát hóa cho dạng phức tạp vật chất, đặc biệt cho hệ tinh thể lỏng polymer 1992 Georges Charpak (1924– ), Pháp Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 170 Cho phát minh phát triển ông máy dò hạt, đặc biệt buồng tỉ lệ đa dây 1993 Russell A Hulse (1950– ), Mĩ, Joseph H Taylor Jr (1941– ), Mĩ Cho khám phá loại pulsar mới, khám phá mở khả cho nghiên cứu hấp dẫn 1994 Bertram N Brockhouse (1918–2003), Canada, Clifford G Shull (1915–2001), Mĩ Cho đóng góp tiên phong phát triển kĩ thuật tán xạ neutron dùng nghiên cứu vật chất ngưng tụ, Brockhouse cho phát triển quang phổ học neutron, Shull cho phát triển kĩ thuật nhiễu xạ neutron 1995 Martin L Perl (1927– ), Mĩ, Frederick Reines (1918–98), Mĩ Cho đóng góp thực nghiệm tiên phong ngành vật lí học lepton Perl cho khám phá lepton tau, Reines cho dị tìm neutrino 1996 David M Lee (1931– ), Mĩ, Douglas D Osheroff (1945– ), Mĩ, Robert C Richardson (1937– ), Mĩ Cho khám phá họ siêu chảy helium-3 1997 Steven Chu (1948– ), Mĩ, Claude Cohen-Tannoudji (1933– ), Pháp, William D Phillips (1948– ), Mĩ Cho phát triển phương pháp làm lạnh bẫy nguyên tử ánh sáng laser 1998 Robert B Laughlin (1950– ), Mĩ, Horst L Stưrmer 1949– ), Cộng hịa liên bang Đức, Daniel C Tsui (1939– ), Mĩ Cho khám phá họ dạng chất lỏng lượng tử với trạng thái kích thích tích điện phân số 1999 Gerardus ’t Hooft (1946– ), Hà Lan, Martinus J G Veltman (1931– ), Hà Lan Cho giải thích cấu trúc lượng tử tương tác điện yếu vật lí học 2000 Zhores I Alferov (1930– ), Nga, Herbert Kroemer, (1928– ), Cộng hòa liên bang Đức, Jack S Kilby (1923–2005), Mĩ Cho cơng trình nghiên cứu thơng tin công nghệ viễn thông Alferov Kroemer cho phát triển cấu trúc lai bán dẫn dùng điện tử học tốc độ cao quang điện tử học, Kilby cho phần đóng góp ơng cho phát minh mạch tích hợp Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 171 Thuật ngữ tốn nhiều vật – phân tích mơ hình vật lí liên quan đến tương tác nhiều hai vật, thí dụ hành trạng electron chất rắn bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học – xếp nguyên tố hóa học thành hàng cột thể tương đồng tính chất vật lí hóa học chúng baryon – hạt hạ nguyên tử nặng proton, cấu tạo gồm ba quark phản ứng với lực hạt nhân mạnh bát đạo – thuật ngữ vay mượn từ Phật giáo để mô tả đối xứng toán học tảng baryon biến tố - biến đổi hạt nhân thành hạt nhân khác phân hủy phóng xạ gây boson (boson chuẩn) – nói chung, hạt hạ nguyên tử có spin nguyên; đặc biệt, boson chuẩn trao đổi để tạo lực bản, thí dụ photon lực điện từ, gluon lực hạt nhân mạnh, hạt W Z lực yếu buồng mây – dụng cụ ngưng tụ chất làm lộ đường ion ion sinh đường hạt hạ nguyên tử tích điện; buồng mây sử dụng nghiên cứu buổi đầu tia vũ trụ hạt hạ nguyên tử xạ vật đen – lượng điện từ phát vật hệ nhiệt độ chất bán dẫn – chất liệu có tính chất điện nằm tính chất chất cách điện chất dẫn điện; độ dẫn chất bán dẫn điều khiển cách tạo thay đổi nhỏ thành phần chất bán dẫn loại n – loại chất bán dẫn có số electron nhiều số lỗ trống chất bán dẫn loại p - loại chất bán dẫn có số lỗ trống nhiều số electron chuẩn hóa lại – kĩ thuật toán học áp dụng cho điện động lực học lượng tử, cho phép xử lí vơ hạn phương trình trước khơng giải chuyển động Brown – tượng hạt nhỏ, thí dụ hạt bụi phấn hoa, chuyển động theo quỹ đạo bất quy tắc lơ lửng chất khí chất lỏng cộng hưởng – tượng xảy với tần số tự nhiên tương thích với tần số kích thích, thí dụ dao động sợi dây cột không khí nhạc cụ học lượng tử - phân ngành vật lí học xây dựng mô tả lượng tử vật chất lượng có chất lưỡng tính sóng-hạt học thống kê – phương pháp toán học áp dụng cho vật lí học nhằm liên hệ tính chất vi mơ chuyển động nguyên tử phân tử chất khí với tính chất vĩ mơ (tổng thể) nhiệt độ áp suất cyclotron – dụng cụ làm gia tốc hạt hạ nguyên tử lên lượng cao chúng theo quỹ đạo xoắn ốc bên từ trường mạnh dải dẫn – tập hợp gồm mức lượng electron xếp khít chất rắn, electron khơng thuộc ngun tử đặc biệt chuyển động tự bên chất liệu Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 172 dải hóa trị - tập hợp gồm mức lượng electron sít chất rắn, electron chia sẻ vài nguyên tử tham gia vào liên kết hóa học chất liệu dịch chuyển Lamb – phân tách nhỏ quang phổ hydrogen, lần quan sát Willis Lamb yếu tố cần thiết để tìm hiểu điện động lực học lượng tử diode – dụng cụ điện tử cho phép dòng điện chạy qua theo chiều điện động lực học lượng tử (QED) – phân ngành vật lí học xây dựng lí thuyết Maxwell cho tương thích với chất lượng tử vật chất lượng điện trở - tính chất vật chất cản trở dịng điện qua đồng vị - hạt nhân có số nguyên tử khác số khối electron – hạt hạ nguyên tử nhỏ, tích điện âm, phát tia cathode vào năm 1897, sau biết xác định hành trạng hóa học điện học nguyên tố sở cho thuật ngữ điện từ học ê te truyền sáng – chất giả thuyết cho tràn ngập khơng gian, đối tượng mang sóng điện từ giao thoa - tượng xảy sóng chồng chất lên nhau; hai sóng ánh sáng có bước sóng, tượng mang lại dải vân sáng tối gluon – boson chuẩn trao đổi quark, nhờ tác dụng hạt trung chuyển lực hạt nhân mạnh hàm sóng – biểu thức tốn học dùng phương trình Schrưdinger mơ tả vị trí vật biến dạng sóng khơng gian thay điểm cố định số Planck – tỉ số tự nhiên liên hệ lượng lượng tử với tần số sóng điện từ tương ứng số vũ trụ - đại lượng phát sinh mơ tả tốn học thuyết tương đối rộng Einstein; giá trị dấu đại số xác định vũ trụ giãn nở hay co lại, giãn nở hay co lại nhanh hệ phương trình Maxwell – tập hợp gồm bốn công thức mô tả mối liên hệ tương hỗ điện học từ học dự đốn tồn sóng điện từ truyền tốc độ ánh sáng hệ quy chiếu – điểm gốc tập hợp hướng không gian (thí dụ bắc-nam đơng-tây, trên-dưới) vị trí chuyển động tương đối vật mô tả Chất ê te truyền sáng giả định hệ quy chiếu tuyệt đối, bất động, thuyết tương đối hẹp Einstein chứng minh không tồn hệ quy chiếu hệ quy chiếu tuyệt đối – xem hệ quy chiếu hệ quy chiếu tương đối - xem hệ quy chiếu hiệu ứng nhà kính – tượng khí hành tinh cho phép lượng mặt trời vào chặn bớt xạ hồng ngoại phát ra, đưa đến nhiệt độ hành tinh cao đáng kể so với trường hợp hành tinh khơng có khí hiệu ứng quang điện – tượng việc chiếu ánh sáng làm cho electron khỏi bề mặt kim loại hóa trị - tính chất nguyên tử, biểu diễn số dương âm mô tả cách thức nguyên tử nhận thêm cho electron phản ứng hóa học Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 173 hợp chất – chất hóa học cấu tạo từ kết hợp đặc biệt nguyên tố hủy cặp – kiện hai hạt tương tác phân hủy lẫn nhau, thí dụ kết hợp electron lỗ trống chất bán dẫn, kết hợp hạt phản hạt ion hóa – tạo thành nguyên tử tích điện gọi ion isospin – tính chất lượng tử baryon có loại đối xứng gương quay từ hóa; thí dụ, proton có isospin +1/2, cịn neutron có isospin -1/2 kaon (meson K) – loại meson phát vào năm 1947 sau tìm thấy có chứa quark “lạ” khơng thời gian – kết hợp bốn chiều không gian thời gian thu từ thuyết tương đối Einstein lạm phát – lí thuyết giải thích đồng bất ngờ xạ vũ trụ vào thời kì ngắn sau Big Bang, vũ trụ thân không thời gian giãn nở tốc độ nhanh tốc độ ánh sáng nhiều lần lepton – hạt hạ nguyên tử nhẹ không phản ứng với lực hạt nhân mạnh; lepton bao gồm electron, muon, tau, neutrino phản neutrino chúng lí thuyết dây – phương pháp toán học nghĩ để thống lực giải thích hạt dao động phép sợi dây 10 chiều lí thuyết siêu dây – cải tiến lí thuyết dây, bổ sung thêm chiều thứ 11 lí thuyết thống lớn (GUT) – mục tiêu nhà vật lí lí thuyết, người tìm kiếm lí thuyết thống tất lực tự nhiên liên kết cộng hóa trị - loại liên kết hóa học nguyên tử tham gia chia sẻ electron liên kết ion – loại liên kết hóa học nguyên tử tham gia trao đổi electron, nhờ trở thành ion tích điện dương giữ lại với lực hút điện lỗ đen – co lại đậm đặc tới mức khơng khỏi nó, kể ánh sáng lỗ trống – vùng chất bán dẫn thiếu electron, hành xử điện tích dương, linh động lớp vỏ - tập hợp mức lượng tương ứng với số lượng tử định Tính chất hóa học ngun tố tính chất vật lí định hạt nhân thể tuần hoàn cách thức electron, proton, neutron lấp đầy lớp vỏ lực điện từ - lực tự nhiên, bao gồm lực điện lực từ, sở sóng điện từ, có ánh sáng lực hạt nhân mạnh – lực tự nhiên tác dụng quark gây liên kết proton neutron bên hạt nhân lực hạt nhân yếu – lực tự nhiên tác dụng bên hạt nhân chi phối trình phân rã beta lực hấp dẫn – lực tự nhiên tạo hút hai vật miễn có khối lượng lượng tử - gói lượng Planck nghĩ để giải thích hình dạng phổ xạ vật đen; sau khái quát hóa thành gói thực thể vật lí nào, thí dụ điện tích xung lượng góc hạt, chúng biến thiên bậc không liên tục Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 174 màu – tính chất quark tương tác với lực hạt nhân mạnh, tương đương với điện tích dương âm lực điện từ meson – hạt hạ nguyên tử khối lượng trung bình gồm quark phản quark; tên gọi sử dụng lúc đầu pion mesotron – tên gọi ban đầu dùng để muon, hạt khám phá có khối lượng ngưỡng trung gian khối lượng electron proton mơ hình chuẩn vật lí hạt – mơ tả hạt cấu tạo nên toàn vật chất mà biết dạng ba hệ lepton quark cộng với boson chuẩn hạt trung chuyển lực hạ nguyên tử mùi – thuật ngữ dùng để phân biệt loại quark khác nhau; mùi quark up (lên), down (xuống), strange (lạ), charm (duyên), top (đỉnh), bottom (đáy) muon – hạt hạ nguyên tử tương đương hệ thứ hai electron mô hình chuẩn neutron – hạt hạ ngun tử có khối lượng lớn khối lượng proton chút không mang điện; nhân cấu tạo gồm proton neutron liên kết với lực hạt nhân mạnh nguyên lí bất định – hệ chất lượng tử vật chất lượng Werner Heisenberg khám phá ra, phát biểu tồn giới hạn tự nhiên độ xác phép đo cặp đại lượng lượng thời gian, vị trí xung lượng nguyên tố - chất hóa học cấu tạo từ loại nguyên tử nguyên tố phóng xạ - nguyên tố hóa học có số nguyên tử lớn giá trị 92 uranium nguyên tử - hạt nhỏ chất nhận dạng nguyên tố hóa học nhiễu loạn – thay đổi nhỏ tình vật lí thường mang lại hiệu chỉnh nhỏ lí thuyết biết, thường bước phân tích tốn nhiều vật nhiễu xạ tia X – tượng tương tác tia X với chất rắn tạo hình ảnh tiết lộ thơng tin cấu trúc tinh thể chất rắn nucleon – proton neutron; số khối hạt nhân tổng số nucleon mà chứa phản vật chất – loại vật chất có tính chất y hệt với đối tác vật chất bình thường nó, ngoại trừ mang điện tích tính chẵn lẻ ngược lại phản ứng dây chuyền – chuỗi phân hạch neutron sinh kiện phân hạch làm cho nhiều hạt nhân khác phân rã, mang lại giải phóng lượng nhanh chóng dội phân hạch – q trình phóng xạ hạt nhân chia tách thành hai hạt nhân nhỏ giải phóng vài neutron phân rã alpha – xem tia alpha phân rã beta – xem tia beta phân tích hoạt tính neutron – kĩ thuật dùng để xác định thành phần hóa học đồng vị chất liệu cách bắn phá neutron đo phóng xạ thu Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 175 phân tử - kết hợp đặc biệt nguyên tử cấu tạo nên hạt nhỏ chất nhận dạng hợp chất định phonon – lượng tử hay gói lượng dao động phóng xạ - q trình hạ ngun tử hạt nhân phát hạt giàu lượng tia gamma photon – lượng tử hay gói lượng ánh sáng pion – meson trao đổi nucleon, tạo lực hạt nhân mạnh positron – phản hạt electron proton – hạt hạ ngun tử có đơn vị điện tích dương đơn vị số khối; hạt nhân hydrogen bình thường hạt proton pulsar – loại phát ánh sáng dạng xung đặn, ngày biết neutron quay nhanh quang phổ - màu sắc khác chứa ánh sáng, tổng quát bước sóng đa dạng sóng mang lượng bất kì, thường trình bày biểu đồ liên tục cường độ theo bước sóng dải vạch đặc trưng cho cường độ bước sóng định quang phổ kế - dụng cụ quang phân tách ánh sáng (hoặc sóng điện từ khác) thành bước sóng thành phần đo cường độ chúng quang phổ liên tục – xem quang phổ quang phổ vạch – xem quang phổ quark – loại hạt hạ nguyên tử xem viên gạch cấu trúc baryon meson, nghĩa hạt tương tác thông qua lực hạt nhân mạnh neutron – siêu đậm đặc tồn vật chất bị nén thành neutron (xem pulsar) sắc động lực học lượng tử (QCD) – lí thuyết mơ tả lực hạt nhân mạnh hệ quark trao đổi loại boson gọi gluon sắt từ - tính chất loại vật chất định, thí dụ sắt, cho phép phát triển trì từ trường vĩnh cửu siêu chảy – tính chất lượng tử quan sát thấy helium lỏng hết độ nhớt, cản trở chuyển động chảy, nhiệt độ định siêu dẫn – tính chất lượng tử chất định làm cho chúng hết điện trở nhiệt độ định sóng dừng – hình ảnh đứng yên dao động thu từ giao thoa ổn định hai sóng tượng cộng hưởng số khối - số đặc trưng cho khối lượng hạt nhân, tổng số proton neutron mà có số lượng tử - giá trị mơ tả tính chất vật lí nhận bội số ngun giá trị bản, thí dụ số Planck (hoặc giá trị nửa nguyên, trường hợp spin) số nguyên tử - số đặc trưng cho vị trí nguyên tố bảng tuần hồn hóa học, số lượng proton có hạt nhân ngun tố Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 176 spin – tính chất hạt hạ nguyên tử, biểu diễn số lượng tử kí hiệu s, tương ứng với từ tính cố hữu chúng tách vạch phổ - tượng vạch phổ tách thành số vạch có tác dụng trường điện trường từ trường vướng víu – xem vướng víu lượng tử vướng víu lượng tử - tượng việc xác định trạng thái lượng tử hạt tức ảnh hưởng đến trạng thái lượng tử hạt cách xa, mối quan hệ trạng thái xác lập trước đó; lần tiên đoán, Einstein gọi tượng “tác dụng ma quỷ từ xa” tán xạ - tượng dịng hạt lượng bị chệch hướng tương tác với bia Hình ảnh thu tiết lộ chi tiết bia, thí dụ tán xạ hạt alpha cho biết cấu trúc hạt nhân nguyên tử tia alpha (hay hạt alpha) – dạng phóng xạ có tính đâm xun Hạt alpha hạt nhân helium, trình tạo chúng thường gọi phân rã alpha tia beta (hay hạt beta) – dạng phóng xạ có tính đâm xuyên mạnh tia alpha, đâm xuyên tia gamma Hạt beta electron trình tạo chúng hạt nhân thường gọi phân rã beta tia cathode – dòng hạt âm phát từ điện cực bị đốt nóng ống chân khơng, phát vào năm 1897, có chất hạt electron tia gamma (hay xạ gamma) – dạng phóng xạ có tính đâm xun cao Tia gamma photon lượng cao tia vũ trụ - hạt lượng cao đến Trái đất từ phần xa xôi vũ trụ kết từ tương tác hạt với ranh giới bầu khí Trái đất tinh thể - chất rắn đặc trưng xếp ba chiều, lặp lại đặn ngun tử tính chẵn lẻ - thuộc tính thuận trái thuận phải cố hữu hạt hạ nguyên tử quan sát trình liên quan đến lực hạt nhân yếu, thí dụ phân rã beta tính lạ - tính chất lượng tử tìm thấy bảo toàn biến đổi hạt hạ nguyên tử tác động lực hạt nhân mạnh; sau công nhận tổng số quark lạ transistor – dụng cụ điện tử cấu tạo từ chất liệu bán dẫn hoạt động khuếch đại công tắc điều khiển vật lí chất rắn – phân ngành vật lí học nghiên cứu tính chất chất rắn: sau mở rộng để bao hàm ngành vật lí vật chất ngưng tụ vật lí vật chất ngưng tụ - phân ngành vật lí học, khái qt hóa vật lí chất rắn để bao gồm chất có tính chất phụ thuộc vào tương tác lẫn tập hợp lớn nguyên tử, bao gồm chất lỏng, chất rắn kết tinh, chất rắn vơ định hình vơ định hình – loại chất rắn ngun tử khơng có xếp trật tự mạng tinh thể vũ trụ học – nghiên cứu khoa học vũ trụ xem tổng thể Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 177 Tài liệu tham khảo Sách Adams, Steve Frontiers: Twentieth-Century Physics New York: Taylor Francis, 2000 Alvarez, Luis W Alvarez, Adventures of a Physicist New York: Basic Books, 1987 Alvarez, Walter T-Rex and the Crater of Doom Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1997 Bodanis, David, với lời nói đầu Simon Singh E=mc2: The Biography of the World’s Most Famous Equation 2001 Bortz, Fred Collision Course! Cosmic Impacts and Life on Earth Brookfield, Conn.: Millbrook Press, 2001 Bortz, Fred The Electron New York: Rosen Publishing, 2004 Bortz, Fred Martian Fossils on Earth? The Story of Meteorite ALH84001 Brookfield, Conn.: Millbrook Press, 2001 Bortz, Fred The Neutrino New York: Rosen Publishing, 2004 Bortz, Fred The Neutron New York: Rosen Publishing, 2004 Bortz, Fred The Photon New York: Rosen Publishing, 2004 Bortz, Fred The Proton New York: Rosen Publishing, 2004 Bortz, Fred “What Killed the Dinosaurs?” Chap 2, To the Young Scientist: Reflections on Doing and Living Science Danbury, Conn.: Franklin Watts, 1997 Breithaupt, Jim Teach Yourself Physics Chicago: NTC/Contemporary Publishing, 2002 Bromley, D Allan A Century of Physics New York: Springer, 2002 Burrows, William E The Infinite Journey: Eyewitness Accounts of NASA and the Age of Space New York: Discovery Books, 2000 Burrows, William E This New Ocean: The Story of the First Space Age New York: Random House, 1998 Calaprice, Alice, với lời nói đầu Freeman Dyson The New Quotable Einstein Princeton, N.J.: Princeton University Press, 2005 Calder, Nigel Einstein’s Universe: The Layperson’s Guide New York: Penguin, 2005 Cassidy, David Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg New York: W H Freeman, 1991 Cathcart, Brian The Fly in the Cathedral: How a Group of Cambridge Scientists Won the International Race to Split the Atom New York: Farrar, Straus and Giroux, 2004 Cernan, Eugene, với Don Davis The Last Man on the Moon New York: St Martin’s, 1999 Chapple, Michael Schaum’s A to Z Physics New York: McGraw-Hill, 2003 Charap, John M Explaining the Universe: The New Age of Physics Princeton, N.J.: Princeton University Press, 2002 Chown, Marcus The Magic Furnace: The Search for the Origin of Atoms New York: Oxford University Press, 2001 Close, Frank, Michael Marten, Christine Sutton The Particle Odyssey: A Journey to the Heart of Matter New York: Oxford University Press, 2002 Cole, K C The Hole in the Universe: How Scientists Peered over the Edge of Emptiness and Found Everything New York: Harcourt, 2001 Cornwell, John Hitler’s Scientists: Science, War, and the Devil’s Pact New York: Viking, 2003 Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 178 Cropper, William H Great Physicists: The Life and Times of Leading Physicists from Galileo to Hawking New York: Oxford University Press, 2001 Dauber, Philip M., Richard A Muller The Three Big Bangs: Comet Crashes, Exploding Stars, and the Creation of the Universe New York: Perseus Books, 1997 Dennis, Johnnie T The Complete Idiot’s Guide to Physics Indianapolis, Ind.: Alpha Books, 2003 The Diagram Group The Facts On File Physics Handbook New York: Facts On File, 2000 Dyson, Marianne Space and Astronomy: Decade by Decade New York: Facts On File, 2007 Einstein, Albert, với lời giới thiệu Brian Green The Meaning of Relativity 5th ed 1954 Reprint, Princeton, N.J.: Princeton University Press, 2005 Falk, Dan Universe on a T-Shirt: The Quest for the Theory of Everything New York: Arcade Publishing, 2002 Fleisher, Paul Relativity and Quantum Mechanics: Principles of Modern Physics Minneapolis, Minn.: Lerner Publications, 2002 Fermi, Laura Atoms in the Family: My Life with Enrico Fermi Chicago: University of Chicago Press, 1954 Feynman, Michelle Perfectly Reasonable Deviations from the Beaten Path: The Letters of Richard P Feynman New York: Basic Books, 2005 Feynman, Richard The Feynman Lectures on Physics vols Reprint, Boston: Addison-Wesley Longman, 1970 Feynman, Richard QED: The Strange Theory of Light and Matter Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1986 Feynman, Richard Surely You’re Joking, Mr Feynman: Adventures of a Curious Character New York: W W Norton, 1985 Feynman, Richard What Do You Care What Other People Think? Further Adventures of a Curious Character New York: W W Norton, 1988 Frisch, Otto What Little I Remember Cambridge: Cambridge University Press, 1979 Gell-Mann, Murray The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex New York: W H Freeman, 1994 Gleick, James Genius: The Life and Science of Richard Feynman New York: Pantheon, 1992 Gribbin, John với Mary Gribbin Stardust: Supernovae and Life; The Cosmic Connection New Haven, Conn.: Yale University Press, 2001 Griffith, W Thomas The Physics of Everyday Phenomena 4th ed Boston: WCB/McGraw Hill, 2004 Gundersen, P Erik The Handy Physics Answer Book Detroit: Visible Ink Press, 1999 Hahn, Otto Otto Hahn: My Life, The Autobiography of a Scientist, dịch Ernst Kaiser Eithne Wilkins New York: Herder and Herder, 1970 Hawking, Stephen A Brief History of Time New York: Bantam, 1988 Hawking, Stephen The Universe in a Nutshell New York: Bantam, 2001 Heppenheimer, T A Countdown: A History of Space Flight New York: John Wiley, 1997 Hoddeson, Lillian, Ernest Braun, Jürgen Teichmann, Spencer Weart Out of the Crystal Maze: Chapters from the History of Solid-State Physics New York: Oxford University Press, 1992 Hoddeson, Lillian Vicki Daitsch True Genius: the Life and Science of John Bardeen Washington, D.C.: Joseph Henry Press, 2002 Holton, Gerald James, Stephen G Brush Physics, the Human Adventure: From Copernicus to Einstein and Beyond New Brunswick, N.J.: Rutgers University Press, 2001 James, Ioan Remarkable Physicists: From Galileo to Yukawa New York: Cambridge University Press, 2004 Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 179 Johnson, George Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in Twentieth-Century Physics New York: Random House, 1999 Kragh, Helge Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1999 Launius, Roger D., Howard McCurdy Imagining Space: Achievements * Predictions * Possibilities, 1950–2050 San Francisco, Calif.: Chronicle, 2001 Leighton, Ralph, biên tập Classic Feynman: All the Adventures of a Curious Character, by Richard Feynman New York: W W Norton, 2005 Leiter, Darryl J A to Z of Physicists New York: Facts On File, 2003 Lightman, Alan The Discoveries: Great Breakthroughs in 20th Century Science, Including the Original Papers New York: Pantheon, 2005 McCurdy, Howard E Space and the American Imagination Washington, D.C.: Smithsonian, 1997 McGrath, Kimberley A., biên tập World of Physics Farmington Hills, Mich.: Thomson Gale, 2001 Mehra, Jagdish The Beat of a Different Drum: The Life and Science of Richard Feynman Oxford: Oxford University Press, 1994 Moore, Walter Schrödinger: Life and Thought Cambridge: Cambridge University Press, 1989 Morton, Oliver Mapping Mars: Science, Imagination, and the Birth of a World New York: Picador, 2002 Rhodes, Richard The Making of the Atomic Bomb New York: Simon & Schuster, 1986 Rigden, John S Einstein 1905: The Standard of Greatness Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 2005 Rosen, Joe Encyclopedia of Physics New York: Facts On File, 2004 Schumm, Bruce A Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2005 Seife, Charles Alpha & Omega: The Search for the Beginning and the End of the Universe New York: Viking, 2003 Siegfried, Tom Strange Matters: Undiscovered Ideas at the Frontiers of Space and Time Washington, D.C.: Joseph Henry Press, 2002 Sime, Ruth Lewin Lise Meitner: A Life in Physics Berkeley: University of California Press, 1996 Smolin, Lee The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next New York: Houghton Mifflin, 2006 Suplee, Curt Physics in the 20th Century New York: Harry N Abrams, 1999 Trefil, James From Atoms to Quarks: An Introduction to the Strange World of Particle Physics Rev ed New York: Anchor Books, 1994 White, Michael, John Gribbin Stephen Hawking: A Life in Science New York: Dutton, 1992 Woit, Peter Not Even Wrong: The Failure of String Theory and the Search for Unity in Physical Law New York: Basic Books, 2006 Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 180 Web Sites Academy of Achievement http://www.achievement.org April 21, 2006 American Institute of Physics, Center for History of Physics http://www.aip.org/history March 27, 2006 American Physical Society A Century of Physics http://timeline.aps.org/APS April 25, 2006 American Physical Society Physics Central http://www.physicscentral.com April 25, 2006 CWP and Regents of the University of California “Contributions of 20th-Century Women to Physics.” http://cwp.library.ucla.edu April 25, 2006 Fermilab Education Office http://www-ed.fnal.gov/ed_home.html April 21, 2006 Feynman Online http://www.feynman.com April 3, 2006 Garwin, Richard L “Memorial Tribute for Luis W Alvarez.” http://www.fas.org/rlg/alvarez.htm April 20, 2006 Lawrence Berkeley National Laboratory Nuclear Science Division “The ABCs of Nuclear Science.” http://www.lbl.gov/abc April 25, 2006 Lawrence Berkeley National Laboratory Particle Data Group “The Particle Adventure: The Fundamentals of Matter and Force.” http://particleadventure.org/particleadventure April 25, 2006 National Inventors Hall of Fame http://www.invent.org April 18, 2006 Nobelprize.org http://nobelprize.org March 27, 2006 Reyer, Steve 1954–2004: The TR-1’s Golden Anniversary http://people.msoe.edu/~reyer/regency September 19, 2005 Robbins, Stuart Journey through the Galaxy http://home.cwru.edu/~sjr16/ April 21, 2006 Schwarz, Patricia The Official String Theory Web Site http://www.superstringtheory.com April 21, 2006 The Science Museum http://www.sciencemu-seum.org.uk March 27, 2006 The Science Shelf, Books for the World Year of Physics 2005 http://www.scienceshelf.com/WorldYearofPhysics.htm April 26, 2006 Sloan Digital Sky Survey SDSS Sky Survey/SkyServer http://cas.sdss.org/dr4/en April 21, 2006 Watt, Robert D., W Peter Trower, M Lynn Stevenson, Richard A Muller, and Walter Alvarez “Luis W Alvarez, Physics: Berkeley.” http://ark.cdlib.org/ark:/13030/hb967nb5k3 April 20, 2006 Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) http://wmap.gsfc.nasa.gov April 21, 2006 World Year of Physics 2005 http://www.phys-ics2005.org March 27, 2006 Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 181 Lịch sử Vật lí kỉ 20 Alfred B Bortz Trần Nghiêm dịch Phát hành tháng 12/2010 thuvienvatly.com ... làm thay đổi vật lí làm biến chuyển giới Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 130 1981 – 1990 Mở rộng tầm ảnh hưởng Như lưu ý chương trước, 20 năm cuối kỉ 20 dường bật lên với ứng dụng vật lí lí thuyết hay... Nobel vật lí 19 52 cho Felix Bloch (1905–83) Edward Purcell (19 12? ??97) Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 125 Nhưng ngồi cộng đồng nghiên cứu khoa học, NMR không nhận thu hút lớn năm 1970 Paul Lauterbur (1 929 ? ?20 07)... mặt lí thuyết, vừa quan trọng mặt thực tiễn Trong số thứ ông say mê gọi toán nhiều vật, khơng có lĩnh vực vật lí học lại địi hỏi phân tích nhiều vật sáng tạo Lịch sử Vật lí kỉ 20 ◊ 86 vật lí chất