10 sự kiện vật lý 2010 Tạp chí PhysicsWorld bình chọn 10 sự kiện Vật lý năm 2010. 1. PHẢN HYDROGEN Nhóm ALPHA(Antihydrogen Laser PhysicsApparatus,CERN)thông báo cuối tháng 11 vừa rồi đã giam giữ được38 nguyên tử phản hydrogen(một phản electron quay chung quanh một phảnproton)trong 170ms, thời đoạn đó cũng đủ để thực hiện cácphép đo phổ học. Mộtvài tuầnsau nhóm ASACUSA(Atomic Spectroscopy & Collisions UsingSlow Antiproton,CERN) cũngthu được kết quả tương tự. Kết quả này cho phépnghiên cứu chi tiết các mức nănglượngcủa phản nguyên tử hydrogen. Mộtsự khácbiệt nhỏ trong các mứcnăng lượng củaphản hydrogenso với hydrogen sẽ cungcấp thông tinvề một bí ẩn lớn củavật lý: tại sao có nhiều vật chất hơnphản vậtchất trong vũ trụ. JeffreyHangst (Đại học Aarhus,Đan Mạch) đại diệnnhóm ALPHAđã phát biểu rằng điểm mấu chốttrong nghiên cứuphản hydrogenlà đo quátrình chuyểntiếp giữahai trạng thái 1s& 2s, đồng thời đo quá trìnhtương tự trong hydrogen, so sánh kết quả có thể phát hiệnsự vi phạm đối xứng quantrọng trong vật lý là đối xứngCPT (charge-parity-time/điện tích-chẵn lẻ-thời gian). Điều này giúp các nhà vật lý trả lờicâu hỏi: tại sao có nhiều vật chất hơn phản vậtchất trong vũ trụ? Điều thách thức mà nhóm ALPHAđốidiện là việc tích lũy đủ số lượngcácnguyên tử phản hydrogen.Hangst nói rằng chươngtrình 5 nămcủa dự án ALPHAlàtìm cách làm cho phản hydrogenđủ lạnhđể có thể giam giữ chúng lại vìrằngthực hiện các phép đo phổ học trên chùm(beam)là rấtkhó khăn. Nhóm ALPHA ăn mừng thắng lợi Nhóm ASACUSA tại CERN Tháng 12/2010nhómASACUSAcũng thông báo đạt được nhữngkết quả trên, họ đang tập trung nghiên cứucấu trúcsiêu tinhtế trong các mức năng lượngcủa phản hydrogen để so sánh với trườnghợp hydrogen.Lãnh đạonhóm ASACUSA là nhà vật lý Yasunori Yamazaki(từ phòng thí nghiệm RIKEN, Nhật Bản). Điều đáng lưu ý làhiện naychưacó một lý thuyếtcó khả năng tiên đoán được đối xứng CPT bị vi phạm như thế nào tronghệ hydrogen-phản hydrogen. 2. KHÍQUYỂNCÁC HÀNHTINHLẠ KHÔNG CÒNLÀ BÍ MẬT Trongnăm 2010 một nhómcác nhà thiên vănCanadavà Đức đã lần đầutiên đo trực tiếp phổ khí quyển của một hànhtinh nằm ngoàihệ Mặt trời. MarkusJanson (Đạihọc Toronto)cùng cộng sự đã sử dụngkínhViễn vọngLớn VLT(VeryLarge Telescope)đài thiên văn ESO(EuropeanSouthern Observatory) để nghiên cứu khí quyển của hànhtinh lạ HR 8799cáchTrái đất 130năm ánhsáng. Mặcdầu hành tinh nàykhông có sự sống songnhững nghiên cứu khí quyển của hànhtinh này sẽ mang lạinhiều thông tin cho việc truy tìmsự sống ở những nơi khác. 3. CÁCHIỆU ỨNGLƯỢNG TỬ THẤYBẰNG MẮT THƯỜNG Đâylà một thành công trongviệcquan sátlượng tử trên một đối tượng vĩ môđủ lớn để có thể thấy bằng mắt thường.AndrewCleland và cộng sự đã thành công trong việc giảm biên độ dao độngtrong một hộp cộng hưởngbằng cách làm lạnh nó xuốngdưới 0,1độ K và nhờ đó tạonênhiện tượngchồngchất (superposition) đồng thời của trạngthái kíchthích và không kích thích tronghộp cộnghưởng. Điều này tươngđươngvớitình huống con mèo nổi tiếng của Schrodingerđồng thời vừa chết vừa sống. Đây là lần đầutiên chúng ta có một tiasáng rọi vào ranh giới bí ẩn giữathế giới lượng tử và cổ điển. 4. HIỆU ỨNG TÀNGHÌNH Hai nhómcác nhà vật lý đã công bố kết quả chế tạođược áo choàngtàng hình. George Barbastathis và cộng sự (Việncông nghệ Massachusetts &Đại học Singapore)đã chế tạo được áochoàng tàng hìnhcho một vật2D. Đồng thời Shuang Zhang và cộngsự (Đại học Birmingham,Đại học Hoàng gia& Đại họckỹ thuật Đan mạch) đã chế tạo được áo choàng tàng hình được mộtvật 3D.Khác vớicác áo choàngkhác thường làm bằng siêu vật liệu nhântạo, hai áo choàng trên sử dụng tinh thể calcite. 5. LASERÂM (SOUND LASER)ĐẦU TIÊN Hai nhómvật lý độc lậpnhau đã chế tạo những ‘laser”phonon dầu tiên. Những laser này phátra những sóngâm liênkết (coherent)tương tự như laser phátra những sóngánh sáng liên kết.Nhóm thứ nhấtdo TonyKent (Đại học Nottingham, Anh) lãnhđạo,nhóm thứ hai-Ivan Grudinin (Caltech).Laser của nhóm thứ nhất Hộp cộng hưởng phátâm trong khoảng400 GHz,lasercủa nhóm thứ hai- khoảng megahertz.Các laser này cóthể dùngđể thu ảnh 3Dcủa những cấu trúc nano. 6. NGƯNGTỤ BOSE-EINSTEINTỪ ÁNH SÁNG Nhiều nhà vật lý cho rằng đây là điều bất khả thi, songnhómcác nhà vật lý Đức đã tạo ra đượcngưngtụ Bose-Einstein(BEC/Bose-EinssteinCondensate) từ photon. BEC được hình thành khi cácboson (tức cáchạt cóspin nguyên) đượclàm lạnh đến lúcmọi hạt đều rơi vào cùng một trạng thái. Mặcdầu photon làhạt boson đượcbiết đến nhiều hơn cả songchúng đễ dàng sinh và hủy khi tương tác vớicác vật chất khác do đó khó lònglàm lạnh chúngđể tạo thành một ngưng tụ (condensate).Martin Weitz và cộng sự (Đại họcBonn)đã giải quyết vấn đề này bằng cách bơm liên tục với một laserđề bù trừ số photonbị mất. Thànhtích độtphá nàycó thể giúp ích nhiều chocông nghệ pin Mặttrời. 7. TƯƠNG ĐỐITÍNH TRONGPHẠM VITHƯỜNGNHẬT James Chin-WenChou vàcộngsự (Viện Quốc giaTiêu chuẩn &Công nghệ-NIST)đã sử dụng hai đồnghồ quang họcchínhxác nhấthiện nay trên thế giới để chứng minh rằng thờigian đã đi nhanhhơn trongchiếc đồng hồ bị treo cao 33cm hơn chiếc đồnghồ kia. Họ cũng chứngminhđược rằngthời gian đichậm hơn trên chiếc đồnghồ chuyển động 35km/giờ so vớichiếc đồng hồ kia. Ở đâykhông có điều gì mớivề lý thuyếttương đối Einsteinsongđiều đáng nói là các hiệu quả tương đối đã được kiểmnghiệm ngaytrongcác khoảngkhông gian và vận tốcgần vớiđời sống thườngnhật. Hộp cộng hưởng 8. TẠOẢO GIÁCTHAM GIA(TELEPRE SENCE) VÀONHỮNGCẢNH TRONGPHIM CHIẾNTRANHGIỮA CÁC VÌ SAO Việc sử dụngvật lý để tái tạo một cảnhthựctrong cuốn phim Chiến tranhgiữa các vì sao xứng đáng đượcbình chọn là một trong top 10sự kiện 2010.Năm 1977khángiả đã trầmtrồ thán phục các hiệu quả đặc biệt củacuốn phimcổ điển nàytrongđó có toàn ảnh (hologram)Công chúa Leia kêu cứu Obi-WanKenobi. NasserPeyghambarian và cộngsự (Đại học Arizona& Tập đoàn Kỹ thuật Nitto Denko) đã thựchiện một bướctiến quan trọng trongviệc biến nhữngtoàn ảnh độnghọc, thời gian-thực đó thành hiện thựcbằng cách chế tạo nhữngmàn ảnh polymerkhúc xạ quang (photorefractive) siêu nhạy với ánh sáng laser. 9. PROTON CÓ KÍCH THƯỚCNHỎ HƠN TA TƯỞNG Các nhà vật lý đã tiến hành nhiều phép đo về proton tronghơn 90 năm qua, vì vậy nhiều người nghĩ rằngkích thước proton chắc là đã đượcxác định. Song trongnăm 2010 một nhóm các nhà vật lýquốc tế lãnh đạo bởiRandolfPohl (Viện Quanghọc Lượngtử MaxPlanck) đã phát hiện rằngkích thước protonthực sự nhỏ hơn kích thướcta xác định trướcđây 4%.Kết quả nàythu đượcnhờ nghiên cứu hydrogen “muonic” trong đó electron đượcthaythế bằng mộthạt nặng hơn làmuon. Kết quả đột phánày làmchocác nhà vật lý phải suynghĩ lại cách áp dụng điệnđộng lựchọc lượng tử QED (QuantumElectrodynamics),thậmchí phải xét lại liệu lý thuyết có cần những thayđổi cơ bản hay không. Toàn ảnh (hologram) của máy bay Phantom F-4 10. CERN ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC NHỮNGVA CHẠM BẢN LỀ Chúng ta không thể không bình chọn vàotop mười sự kiện 2010 các kết quả đột phá thu đượctrên MáyVa chạm Hadron Lớn LHC (LargeHadron Collider)ở CERN. Tháng 3/2010 các nhà vật lý LHC đã thực hiện đượccác va chạm proton-proton7 TeV mà khôngbất kỳ máygia tốc nào trướcđây làm được. Tháng 11/2010các nhà vật lý trên tiếnđến dự án nghiên cứu quátrình va chạm ionchìvà tạonên cácđiều kiện chỉ có ở thời điểm ngay sau Bigbang. Va chạm của các ion chì . 10 sự kiện vật lý 2 010 Tạp chí PhysicsWorld bình chọn 10 sự kiện Vật lý năm 2 010. 1. PHẢN HYDROGEN Nhóm ALPHA(Antihydrogen Laser PhysicsApparatus,CERN)thông. Collider)ở CERN. Tháng 3/2 010 các nhà vật lý LHC đã thực hiện đượccác va chạm proton-proton7 TeV mà khôngbất kỳ máygia tốc nào trướcđây làm được. Tháng 11/2010các nhà vật lý trên tiếnđến dự án nghiên. CHIẾNTRANHGIỮA CÁC VÌ SAO Việc sử dụngvật lý để tái tạo một cảnhthựctrong cuốn phim Chiến tranhgiữa các vì sao xứng đáng đượcbình chọn là một trong top 1 0sự kiện 2 010. Năm 1977khángiả đã trầmtrồ thán