http://www.thuvienvatly.com Tuyển những bài báo hay Vật lí An Minh, tháng 2 năm 2008 Tặng Admin Thanh Tâm (www.thuvienvatly.com) Mục lục Các lực trong tự nhiên 1 Neutrino năng lượng cao đến từ vũ trụ 12 Giải bài toán bí ẩn neutrino còn thiếu 21 Mặt trời chiếu sáng như thế nào ? 33 Máy gia tốc và các nhà khoa học đoạt giải Nobel 48 Bản chất lưỡng tính của ánh sáng phản ánh trong các thành tựu Nobel 77 Marie và Pierre Curie với việc khám phá ra Polonium và Radium 87 Giải thưởng Nobel vật lí: 1901-2000 105 Phương pháp chụp ảnh mang tính cách mạng của Lippmann và Gabor 130 Công nghệ và doanh nhân ở Thung lũng Silicon 138 Ông chủ tình cờ 147 Tài liệu dịch từ nobelprize.org © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 1 Các lực trong tự nhiên Lars Brink Một trong những đặc trưng cơ bản trong vật lí học là sự tồn tại của các lực giữ vật chất lại với nhau. Ví dụ, có các lực giữ tế bào lại với nhau hình thành nên cơ thể con người, và có lực hấp dẫn giữ chúng ta trên mặt đất và mặt trăng trên quỹ đạo xung quanh trái đất. Chúng ta có thể tự mình tác dụng lực khi chúng ta đẩy một cái gì đó và, bằng kĩ thuật, giải phóng một số năng lượng trong dầu mỏ tạo ra lực tác dụng lên bánh xe hơi làm cho nó chuyển động. Từ quan điểm vĩ mô, chúng ta có thể tưởng tượng ra nhiều loại lực khác nhau, các lực tác dụng tại chỗ tiếp xúc, nhưng cũng có lực tác dụng xuyên khoảng cách như lực hấp dẫn. Dù vậy, trong vật lí, chúng ta cố gắng hệ thống hóa và tìm càng nhiều khái niệm tổng quát càng tốt. Một sự hệ thống hóa như thế là đi tìm các thành phần tối hậu của vật chất. Một sự hệ thống hóa nữa là tìm ra các lực tác dụng giữa chúng. Trong trường hợp thứ nhất, chúng ta đã có thể phân chia vật chất thành các nguyên tử và phân chia các nguyên tử thành hạt nhân và các electron, và rồi phân chia hạt nhân thành các proton và neutron. Khi cho va chạm proton với proton hay proton với electron, các nhà vật lí hạt đã khám phá ra rằng toàn bộ vật chất có thể cấu thành từ một số quark (một khái niệm do Murray Gell-Mann đưa ra hồi những năm 1960) và lepton (electron và các neutrino và các chị em nặng hơn của chúng). Cũng trong quá trình này, các nhà vật lí đã phát hiện ra bốn lực cơ bản tác dụng giữa các hạt vật chất này – lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu. Chỉ có hai lực đầu là có thể nhìn thấy trực tiếp trong thế giới vĩ mô, nên chúng ta hãy mô tả chúng trước. Lực hấp dẫn Lí thuyết mang tính định lượng đầu tiên của lực hấp dẫn xây dựng trên các quan sát do Isaac Newton thiết lập vào năm 1687 trong cuốn Principia của ông. Ông viết rằng lực hấp dẫn tác dụng lên mặt trời và các hành tinh phụ thuộc vào lượng vật chất mà chúng chứa. Nó truyền đi 2 Những bài báo vật lí hay – Tập 1 | © hiepkhachquay những khoảng cách xa và luôn luôn giảm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Công thức viết cho lực F giữa hai vật có khối lượng m 1 và m 2 cách nhau khoảng r là F = Gm 1 m 2 /r 2 trong đó G là hằng số tỉ lệ, hay hằng số hấp dẫn. Newton không hoàn toàn hài lòng với lí thuyết của ông vì nó giả sử một tương tác xuyên khoảng cách. Khó khăn đã bị loại trừ khi khái niệm trường hấp dẫn được nêu ra, một trường thấm đẫm không gian. Lí thuyết Newton được áp dụng rất thành công cho cơ học thiên thể trong thế kỉ 18 và đầu thế kỉ 19. Ví dụ, J.C. Adams và U.J.J Leverrier đã có thể phỏng đoán một hành tinh nằm bên ngoài Thiên vương tinh từ sự không đều trong quỹ đạo của nó và sau đó, Hải vương tinh đã được tìm thấy. Dù vậy, vẫn còn tồn đọng một vấn đề. Vào năm 1845, Leverrier tính thấy quỹ đạo của Thủy tinh tiến động 35” trên thế kỉ, trái với giá trị theo thuyết Newton là bằng không. Sau đó, các phép đo cho giá trị chính xác hơn là 43”. (Sự tiến động quan sát thấy thật ra là 5270”/thế kỉ, nhưng khi nhẫn nại tính toán loại trừ hết nhiễu loạn từ tất cả các hành tinh khác cho giá trị 43”) Mãi cho đến năm 1915, Einstein mới có thể giải thích được sự không nhất quán này. Galilei là người đầu tiên quan sát thấy các vật dường như rơi ở tốc độ như nhau bất kể khối lượng của chúng. Trong các phương trình Newton, khái niệm khối lượng xuất hiện trong hai phương trình khác nhau. Định luật thứ hai phát biểu rằng lực F tác dụng lên một vật khối lượng m cho gia tốc a tuân theo phương trình F = ma. Trong định luật hấp dẫn, lực hấp dẫn F thỏa mãn F = mg, trong đó g phụ thuộc vào các vật khác tác dụng lực lên vật (thường là trái đất, khi chúng ta nói tới lực hấp dẫn). Trong cả hai phương trình, m là hệ số tỉ lệ (khối lượng quán tính và khối lượng hấp dẫn) và không hề có lí do rõ ràng nào là chúng phải bằng nhau đối với hai vật khác nhau. Tuy nhiên, tất cả các thí nghiệm đều xác nhận chúng là như nhau. Einstein lấy thực tế này làm điểm xuất phát cho lí thuyết hấp dẫn của ông. Nếu bạn không thể phân biệt khối lượng quán tính với khối lượng hấp dẫn, thì bạn không thể nào phân biệt sự hấp dẫn với sự gia tốc. Một thí nghiệm tiến hành trong trường hấp dẫn có thể thay thế bằng cách tiến hành trong một thang máy đang gia tốc mà không có trường hấp dẫn. Khi nhà du hành vũ trụ trong một tên lửa gia tốc ra khỏi trái đất, ông cảm thấy lực hấp dẫn lớn hơn vài lần so với trên trái đất. Đa số sự hấp dẫn đó là do sự gia tốc. Nếu người ta không thể phân biệt hấp dẫn với gia tốc, người ta luôn luôn có thể thay thế lực hấp dẫn bằng cách ở trong một hệ quy chiếu đang gia tốc. Một hệ quy chiếu trong đó sự gia tốc triệt tiêu lực hấp dẫn được gọi là hệ quy chiếu quán tính. Vì thế, mặt trăng quay xung quanh trái đất có thể thay thế bằng cách xét trong một hệ quy chiếu đang gia tốc. Tuy nhiên, hệ © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 3 quy chiếu này sẽ khác từ điểm này đến điểm khác vì trường hấp dẫn biến thiên. (Trong ví dụ với mặt trăng, trường hấp dẫn đổi hướng từ điểm này sang điểm khác) Nguyên lí rằng người ta luôn luôn có thể tìm một hệ quy chiếu quán tính tại mỗi điểm của không gian và thời gian, trong đó nền vật lí tuân theo các định luật trong sự thiếu vắng lực hấp dẫn được gọi là nguyên lí tương đương. Thực tế lực hấp dẫn có thể xem là một hệ tọa độ khác nhau từ điểm này sang điểm khác có nghĩa là lực hấp dẫn là một lí thuyết hình học. Hệ tọa độ thật sự bao quát toàn bộ không gian và thời gian do đó phức tạp hơn hệ tọa độ phẳng thông thường mà chúng ta sử dụng từ hình học thông thường. Loại hình học này gọi là hình học phi Euclid. Lực như chúng ta thấy là do tính chất của không gian và thời gian. Chúng ta nói rằng không-thời gian bị cong. Xét một quả cầu nằm trên một bề mặt phẳng. Nó sẽ không chuyển động, hoặc nếu như không có ma sát, nó có thể chuyển động đều khi không có lực tác dụng lên nó. Nếu như bề mặt bị cong, quả cầu sẽ gia tốc và chuyển động xuống điểm thấp nhất chọn đường đi ngắn nhất. Tương tự, Einstein bảo chúng ta rằng không gian và thời gian bốn chiều bị cong và một vật chuyển động trong không gian này chuyển động dọc theo một đường rãnh là hành trình ngắn nhất. Einstein chỉ ra rằng trường hấp dẫn là đại lượng hình học vạch rõ cái gọi là thời gian đích thực, đó là khái niệm nhận cùng một giá trị trong mọi hệ tọa độ tương tự như khoảng cách trong không gian thông thường. Ông cũng thành công trong việc xây dựng các phương trình cho trường hấp dẫn, được đặt tên là các phương trình Einstein, và với các phương trình này ông đã có thể tính được giá trị đúng cho sự tiến động đối với quỹ đạo của Thủy tinh. Các phương trình đó cũng cho giá trị đo được của sự lệch của các tia sáng truyền qua mặt trời và không còn có sự nghi ngờ nào rằng các phương trình đó cho kết quả chính xác đối với sự hấp dẫn vĩ mô. Lí thuyết hấp dẫn của Einstein, hay lí thuyết tương đối, như ông tự gọi như thế, là một trong những thành tựu to lớn nhất của nền khoa học hiện đại. Lực điện từ James Clerk Maxwell, vào năm 1865, cuối cùng đã thống nhất các khái niệm điện và từ thành một lí thuyết về điện từ. Lực này được trung chuyển bởi trường điện từ. Các biến thể khác nhau của trường này tương ứng dẫn tới điện trường và từ trường. Dù vậy, lí thuyết này không hoàn toàn đối xứng trong điện trường và từ trường, vì nó chỉ nêu các nguồn trực tiếp cho điện trường, đó là các điện tích. Một lí thuyết hoàn toàn đối xứng cũng phải nêu ra các từ tích (được lí thuyết lượng tử hiện đại tiên đoán là tồn tại nhưng có độ lớn quá khổng lồ nên các từ tích tự do phải cực kì hiếm trong vũ trụ). Đối với hai vật tĩnh có điện tích e 1 và e 2 , lí thuyết đưa đến định luật Coulomb cho lực tác dụng giữa hai vật 4 Những bài báo vật lí hay – Tập 1 | © hiepkhachquay F = ke 1 e 2 /r 2 trong đó một lần nữa k là hằng số tỉ lệ. Lưu ý sự tương đồng với định luật Newton đối với lực hấp dẫn. Dù vậy, vẫn có một sự khác biệt. Trong khi lực hấp dẫn luôn luôn là lực hút, thì lực điện từ có thể là lực đẩy. Điện tích có thể có dấu âm như đối với electron hay dấu dương như đối với proton. Điều này dẫn đến thực tế là các điện tích dương và âm có xu hướng kết hợp với nhau như trong các nguyên tử và vì thế, bù trừ lẫn nhau và làm giảm trường điện từ. Đa số các hạt trong trái đất bù trừ lẫn nhau theo kiểu này và trường điện từ toàn phần giảm đi rất nhiều. Tuy vậy, chúng ta biết là có từ trường của trái đất. Trong cơ thể của chúng ta cũng thế, đa số các điện tích bù trừ lẫn nhau sao cho có lực điện từ rất yếu giữa cơ thể và trái đất. Tình huống rất khác đối với trường hấp dẫn. Vì nó luôn luôn hút, nên mỗi hạt trong trái đất tương tác với từng hạt trong cơ thể người, tạo ra một lực đúng bằng trọng lượng của chúng ta. Tuy nhiên, nếu chúng ta so sánh lực điện từ và lực hấp dẫn giữa hai electron, chúng ta sẽ thấy rằng lực điện từ lớn hơn đến gần 10 40 lần. Đây là một con số lớn không thể tin nổi! Nó cho thấy khi chúng ta bước vào thế giới vi mô và nghiên cứu nền vật lí của các hạt cơ bản, chúng ta không cần xét đến lực hấp dẫn khi chúng ta nghiên cứu điện động lực học lượng tử, ít nhất là không phải là các năng lượng thông thường. Khi giải hệ phương trình Maxwell, người ta thấy trường điện từ truyền đi với vận tốc hữu hạn. Điều này có nghĩa là định luật Coulomb chỉ đúng một khi trường điện từ có thời gian truyền giữa hai điện tích. Nó là một định luật tĩnh. Người ta cũng tìm thấy trường điện từ truyền đi dưới dạng sóng theo kiểu giống hệt như ánh sáng truyền đi. Romer là người đã khám phá ra vận tốc của ánh sáng là hữu hạn và Newton và Huygens là những người phát hiện thấy ánh sáng truyền đi dưới dạng sóng vào cuối thế kỉ 17, và vào cuối thế kỉ 19, vận tốc của ánh sáng đã được xác định tốt và thấy là phù hợp với vận tốc của trường điện từ. Vì thế, người ta xác lập rằng ánh sáng không gì hơn chính là bức xạ điện từ. Năm 1900, Max Planck đề xuất rằng ánh sáng bị lượng tử hóa để giải thích bức xạ vật đen. Tuy nhiên, Albert Einstein là người đầu tiên thật sự hiểu được các hệ quả mang tính cách mạng của ý tưởng này khi ông thiết lập cơ sở của hiệu ứng quang điện. Trường điện từ có thể hiểu là dòng các hạt nhỏ gọi là photon cấu thành nên trường điện từ. Khía cạnh mang tính cách mạng của ý tưởng này là dòng hạt cũng có thể hành xử như một sóng và có nhiều sự chống đối lại ý tưởng này từ phía các nhà khoa học của thời kì đó. Mãi cho đến năm 1923 khi Arthur Compton chỉ ra bằng thực nghiệm rằng một lượng tử ánh sáng có thể làm © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 5 lệch hướng một electron giống hệt như một vật nhỏ làm, thì cuộc tranh luận này mới đi tới kết thúc. Nếu chúng ta nghĩ lực điện giữa hai điện tích là trường điện từ trung chuyển nó xuyên khoảng cách, thì bây giờ chúng ta có thể có một bức tranh cơ bản hơn dưới dạng một dòng photon gửi ra từ hạt đến chạm vào hạt kia. Đây là bức tranh trực quan hơn so với lực tác dụng xuyên khoảng cách. Bức tranh vĩ mô của chúng ta về lực là cái gì đó chạm vào một vật và rồi chịu một lực. Trong thế giới vi mô, đây lại là một cách để hiểu lực. Tuy nhiên, nó phức tạp hơn. Giả sử có hai hạt tích điện tương tác. Hạt nào đang gửi ra một photon và hạt nào đang nhận photon nếu như hai hạt là giống hệt nhau như cơ học lượng tử bảo chúng ta thế về các hạt cơ bản ? Câu trả lời phải là bức tranh bao quát cả hai khả năng. Việc phát hiện trường điện từ bị lượng tử hóa đã bắt đầu sự phát triển của cơ học lượng tử và đưa chúng ta vào thế giới vi mô chỉ cấu thành bởi các vật giống như điểm và trong đó lực xuất hiện khi hai hạt va chạm nhau. Cơ học lượng tử đã đưa đến nhiều khái niệm mang tính cách mạng. Một trong những khái niệm quan trọng nhất là quan hệ bất định Heisenberg do Werner Heisenberg thiết lập năm 1927, phát biểu rằng người ta không thể đo vị trí và xung lượng, hoặc năng lượng và thời gian một cách chính xác đồng thời. Đối với một hạt nhân, người ta có thể hoặc là xác định vị trí của electron và không biết gì về xung lượng của nó, hoặc là biết xung lượng của nó và không biết gì về vị trí của nó. Trong bức tranh biểu diễn trường lực giữa hai điện tích, chúng ta phải nghĩ về nó dưới dạng các photon truyền từ điện tích này tới điện tích kia. Vì thế, năng lượng không thể nào xác định tốt hơn cái do quan hệ bất định cho chúng ta biết vì sai số trong việc xác định thời gian. Do đó, quan hệ tương đối đặc biệt đối với ánh sáng rằng photon không có khối lượng được chuyển thành quan hệ năng lượng 2 = xung lượng 2 c 2 phải không thỏa mãn. Nếu như chúng ta đặt năng lượng và xung lượng ba chiều lại thành xung lượng bốn chiều, chúng ta thấy nó không bị gượng ép bởi điều kiện không có khối lượng, chúng ta nói rằng photon là ảo và vì thế có khối lượng (ảo). Như vậy, chúng ta có thể giải thích quá trình ở trên hoặc là một photon nhất định đi từ hạt 1 tới hạt 2 với một xung lượng bốn chiều nhất định, hoặc là một photon đi từ hạt 2 tới hạt 1 với xung lượng bốn chiều ngược lại. Khi hai điện tích cách xa nhau, quan hệ bất định cho chút ít tự do và photon tiến gần hơn tới không có khối lượng. Chúng ta biết rằng định luật Coulomb có vẻ hợp lí ở những khoảng cách lớn nhất nên nó phải được thiết lập bởi các photon gần như không có khối lượng. Nếu hai điện tích ở gần nhau thì phải có nhiều điều kiện hơn cho lực. Nhân 6 Những bài báo vật lí hay – Tập 1 | © hiepkhachquay thể, để đo vận tốc của ánh sáng, các photon phải tương tác. Vì thế, có một chút bất định ở khối lượng của nó và một chút bất định ở vận tốc của nó. Tuy nhiên, chúng ta luôn luôn đo được cùng một vận tốc cho ánh sáng, có nghĩa là ở các khoảng cách vĩ mô mà chúng ta đo, tính ảo và vì thế khối lượng của photon về cơ bản là bằng không đến độ chính xác rất tốt. Khi đó, người ta có thể nói rằng vận tốc ánh sáng là một hằng số. Sự mô tả đầy đủ của lực điện từ giữa các hạt cơ bản được thiết lập bởi Sin-Itiro Tomonaga, Richard Feynman và Julian Schwinger trong những nghiên cứu độc lập nhau hồi thập niên 1940. Họ đã thiết lập điện động lực học lượng tử (QED). Đây là một lí thuyết xem xét trọn vẹn vật lí lượng tử và thuyết tương đối đặc biệt (đó là sự đối xứng cơ sở của hệ phương trình Maxwell). Nó thiết lập rất tao nhã cái gọi là biểu đồ Feynman, trong đó các hạt cơ bản trao đổi photon như đã mô tả ở trên và trong đó từng biểu đồ thiết lập một biểu thức toán học nhất định có thể thu được từ một số quy luật cơ bản đối với sự truyền của các hạt ảo và từ các đỉnh tương tác. Biểu đồ đơn giản nhất cho sự tương tác giữa hai electron là Biểu đồ này thật ra đưa đến định luật Coulomb. Bây giờ Feynman chỉ dẫn chúng ta rằng chúng ta có thể kết hợp bất kì đường nào cho một electron đang truyền đi (hay khi nó truyền ngược trở lại, positron) và bất kì đường nào cho một photon đang truyền đi buộc chặt với đỉnh nơi một đường electron phát ra photon tạo nên các biểu đồ mới. Mỗi biểu đồ khác không giống với biểu đồ ở trên tạo nên các hiệu chỉnh lượng tử cho lực cơ bản. Cái xuyên suốt nghiên cứu của ba nhà khoa học ở trên là mỗi biểu đồ có thể làm cho có ý nghĩa mang lại câu trả lời hữu hạn. Người ta nói rằng QED là có thể tái chuẩn hóa. Cường độ của lực như trong định luật Coulomb bị chi phối bởi độ lớn của đỉnh, tức là điện tích e trong QED và trong biểu đồ ở trên nó tỉ lệ với bình phương của e và là hằng số cấu trúc tinh tế α = 1/137. Vì đây là một con số nhỏ, nên có thể viết độ lớn trong chuỗi điều kiện với số mũ càng lúc càng cao của α, vì hệ số đó sẽ ngày càng nhỏ hơn đối với sự phức tạp tăng dần của biểu đồ. Các điều kiện bậc càng cao thì các hiệu chỉnh lượng tử càng cao và sự mở rộng mà chúng ta đã định rõ sẽ có các điều kiện càng nhỏ hơn khi chúng ta đi tới các hiệu chỉnh lượng tử cao hơn. Lực hạt nhân Vì chỉ có hai lực cơ bản được biết tới vào đầu thế kỉ 20, lực hấp dẫn và lực điện từ, người ta thấy lực điện từ là nguyên nhân gây ra các lực trong nguyên tử, nên thật tự nhiên tin rằng nó cũng là nguyên nhân gây ra các lực giữ hạt nhân lại với nhau. Vào thập niên 1920, người ta đã biết rằng hạt nhân chứa các proton, thật ra hạt nhân hydrogen chỉ là một proton, và không hiểu sao người ta tin rằng các electron có thể có liên quan trong việc giữ các proton lại với nhau. Tuy © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 7 nhiên, một ý tưởng giống như thế này ngay lập tức có vấn đề. Đâu là sự khác nhau giữa các electron trong hạt nhân và các electron trong quỹ đạo xung quanh hạt nhân ? Đâu là hệ quả của quan hệ bất định Heisenberg nếu như các electron bị ép vào hạt nhân nhỏ xíu ? Sự ủng hộ duy nhất cho ý tưởng đó, lúc ấy người ta chưa biết đến các hạt cơ bản khác, là trong các phân hủy phóng xạ nhất định, các electron dường như phát ra từ hạt nhân. Tuy nhiên, vào năm 1932, James Chadwick phát hiện ra một loại bức xạ mới có thể phát ra từ hạt nhân, một hạt nhân trung hòa và thí nghiệm của ông cho thấy thật sự có các hạt trung hòa điện bên trong hạt nhân, chúng được gọi là neutron. Không lâu sau đó, Eugene Wigner giải thích hạt nhân là hệ quả của hai lực hạt nhân khác nhau. Lực hạt nhân mạnh là lực hút giữa các proton và neutron giữ hạt nhân lại với nhau và lực hạt nhân yếu là nguyên nhân gây ra phân hủy phóng xạ của các hạt nhân nhất định. Người ta nhận thấy độ lớn của hai lực khác nhau rất nhiều. Tỉ số tiêu biểu là vào bậc 10 14 ở các năng lượng thông thường. Tương tác mạnh Một ý tưởng tự nhiên lúc này là tìm kiếm một cơ chế như cơ chế ở lực điện từ để trung chuyển lực mạnh. Vào năm 1935, Hideki Yukawa đề xuất một lí thuyết trường cho tương tác mạnh trong đó hạt trung chuyển trường được gọi là meson. Tuy nhiên, có một sự khác biệt đáng kể giữa lực mạnh và lực điện từ là lực mạnh có phạm vi tác dụng rất ngắn (thường vào cỡ bán kính hạt nhân). Đây là lí do tại sao không có bản đối chiếu cổ điển và vì thế không được phát hiện trong vật lí cổ điển. Yukawa giải bài toán này bằng cách để cho meson có khối lượng. Một hạt như thế sau đó hình như đã được Carl Anderson tìm thấy trong tia vũ trụ. Khám phá ra sự phân hạch hạt nhân vào cuối những năm 1930 đưa đến sự hứng thú to lớn với vật lí hạt nhân và trong những năm tháng chiến tranh, đa số các nhà vật lí đều nghiên cứu vấn đề phân hạch nên mãi đến sau chiến tranh thì ý tưởng của Yukawa mới được để ý tới trở lại. Sau đó, người ta nhận ra rằng hạt do Anderson tìm ra không thể là meson của các tương tác mạnh, vì nó quá ít tương tác với vật chất, và sau đó người ta chỉ ra rằng hạt này, bây giờ gọi là muon, là chị em nặng kí của electron. Tuy nhiên, meson, bây giờ định luật pion, cuối cùng đã dược Cecil Powell phát hiện trong tia vũ trụ vào năm 1947 và tính chất của nó đã được đo. Bây giờ lại xuất hiện một nan đề mới. Khi các máy gia tốc khổng lồ bắt đầu hoạt động trong những năm 1950, các pion được tạo ra chứng minh cho lí thuyết Yukawa, nhưng khi lí thuyết trường của ông được xem xét cẩn thận theo các quy luật do Feynman thiết lập, nó cho thấy lí thuyết đó thật sự là có thể tái chuẩn hóa, nhưng hằng số ghép đôi quá lớn, lớn hơn 1. Điều này có nghĩa là một biểu đồ với một vài tương tác sẽ cho đóng góp lớn hơn biểu đồ chất phác với sự trao [...]... t; sâu dư i h hay i dương, sâu c 4000 m hay n m sau dư i kh i băng k ch sù Nam C c Kính thiên văn neutrino năng lư ng cao Có hai kính thiên văn neutrino năng lư ng cao ang thu th p d li u hi n nay – máy dò h t Baikal h Baikal và Lo t máy dò muon và neutrino Nam C c (AMANDA), kính thiên văn neutrino l n nh t t t i Nam C c M t muon n t tương tác neutrino kính thiên văn AMANDA t i Nam C c AMANDA g m 677... năm 1969, Bruno Pontecorvo và Vladimir Gribov thu c Li n Xô ã xu t cách gi i thích th ba li t kê trên, c th là neutrino hành x khác v i các nhà v t lí gi thi t R t ít nhà v t lí xem ý tư ng này là nghiêm túc vào th i kì ó khi nó l n u tiên ư c xu t, nhưng b ng ch ng ng h cho kh năng này ã tăng lên theo th i gian © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 23 B ng ch ng ng h n n v t lí m i Vào năm... trong trái t Stas Mikheyev, Alexei Smirnov, và Lincoln Wolfenstein ban u xu t r ng các tương tác v i electron trong m t tr i có th làm tăng thêm s l n x n tính cách c a các neutrino, t c là s có m t c a v t ch t có th làm cho các neutrino dao ng mãnh li t hơn gi a các lo i khác nhau Ngay trư c phép o SNO năm 2001, các phép phân tích hi n tư ng h c c a t t c s li u th c nghi m neutrino m t tr i ã xu t v... Trong n a u th k 20, các nhà khoa h c tr nên b thuy t ph c r ng m t tr i chi u sáng b ng cách chuy n hóa, sâu bên trong c a nó, hydrogen thành helium Theo lí thuy t này, b n h t nhân hydrogen g i là proton (p) b bi n i bên trong m t tr i thành h t nhân helium (4He), hai ph n electron (e+, electron tích i n dương) và hai h t bí n và khó n m b t g i là neutrino (νe) Quá trình bi n i h t nhân này, hay... khác nhau, có th vi t thành sơ như sau: (1) Hai neutrino sinh ra m i khi ph n ng nhi t h ch (1) x y ra Vì b n proton n ng hơn m t h t nhân helium, hai electron dương và hai neutrino, nên ph n ng (1) gi i phóng r t nhi u năng © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 21 lư ng i v i m t tr i cu i cùng i t i trái r t thư ng xuyên Neutrino d dàng thoát kh dư i d ng nhi t m t tr i hay ánh sáng m t tương... h i mà chúng ta ang có ngày nay Neutrino Neutrino là m t h t cơ b n, ư c ưa ra vào năm 1930 b i Wolfgang Pauli, ngư i o t gi i Nobel v t lí năm 1945, gi i bài toán kh ng ho ng năng lư ng trong v t lí h t nhân Các nhà khoa h c ã g p khó khăn khi tìm năng lư ng trong các phân rã phóng x và Pauli xu t s t n t i c a m t h t mà ông tin là nó ã mang kh i ph n năng lư ng thi u h t Nhưng ph i m t nhi u năm... gluon ưa n l c giam gi gi a các quark ây là th c t do s © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 9 t do ti m c n, nó cũng có th hi u là cư ng ghép ôi tăng lên khi năng lư ng gi m, v m t cơ h c lư ng t cũng có nghĩa là nó tăng theo kho ng cách Th c t thì s tăng này gi ng như trư ng h p lò xo, các quark li n k t vĩnh vi n bên trong các hadron Dù v y, các tính ch t c a gluon ã ư c thi t l p v ng... chúng quy cho các neutrino m t tr i năng lư ng cao như nhau, và vì © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 27 các thí nghi m s d ng nh ng kĩ thu t quen thu c v i nhi u nhà v t lí C hai thí nghi m cũng bao g m nhi u ki m nghi m trên các phép o c a chúng Bruno Pontecorvo trong văn phòng c a ông t i Li n vi n v t lí h t nhân Dubna, Nga, vào năm 1983 Pontecorvo ang bàn v v t lí v i c ng s c a ông, Samoil... ng neutrino x y ra, m t s neutrino ph i có kh i lư ng Vì th , mô hình chu n c a v t lí ph i ư c s a l i Mô hình ơn gi n nh t phù h p v i m i s li u neutrino g i ý r ng kh i lư ng c a electron neutrino nh hơn kho ng 100 tri u l n kh i lư ng c a electron Nhưng s li u s n có không d t khoát lo i tr t t c mà ch là m t l i gi i kh dĩ Cu i cùng khi chúng ta có m t l i gi i duy nh t, thì giá tr c a các kh i... Jr, ngư i o t gi i Nobel v t lí năm 2002, ã thành công trong vi c b t trung bình n a tương tác electron neutrino m i ngày trong máy dò h t c a ông trong su t 20 năm © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 13 Neutrino sao siêu m i Ngu n th hai c a các neutrino ngoài a c u ư c quan sát th y trong 10 s vào năm 1987 khi m t ngôi sao trong ám mây Magellan L n bùng n dư i d ng sao siêu m i, sau này . của Lippmann và Gabor 130 Công nghệ và doanh nhân ở Thung lũng Silicon 138 Ông chủ tình cờ 147 Tài li u dịch từ nobelprize.org © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com. http://www.thuvienvatly.com Tuyển những bài báo hay Vật lí An Minh, tháng 2 năm 2008 Tặng Admin Thanh Tâm (www.thuvienvatly.com) Mục lục Các lực. hiểu sao người ta tin rằng các electron có thể có li n quan trong việc giữ các proton lại với nhau. Tuy © hiepkhachquay | http://www.thuvienvatly.com 7 nhiên, một ý tưởng giống như thế này