Tuy nhiên, hiện nay người ta biết rất ít về việc làm thế nào các electron thực sự chuyển động được qua những mạch điện như thế - đó là lí do tại sao Krausz và các đồng sự tin rằng kĩ [r]
(1)BẢN TIN VẬT LÍ THÁNG 10/2007
hiepkhachquay thực
Tài liệu download http://www.thuvienvatly.com
(2)ILC có giám đốc
Nhà vật lí người Nhật Bản Sakue Yamada vừa bổ nhiệm làm vị giám đốc nghiên cứu Máy Va chạm Tuyến tính quốc tế (International Linear Collider - ILC) – máy gia tốc hạt hệ mở cửa hoạt động vào năm 2019 Yamada, giáo sư danh dự trường đại học Tokyo, phối hợp nỗ lực quốc tế nhằm phát triển cơng nghệ dị hạt cho cỗ máy va chạm
Yamada bổ nhiệm Ủy ban Điều hành Máy Va chạm Tuyến tính quốc tế (ILCSC), gồm nhóm nhà vật lí hạt phối hợp nỗ lực toàn cầu để thiết kế xây dựng ILC Một thiết kế tham khảo cho ILC công bố hồi đầu năm dự án giai đoạn “thiết kế kĩ thuật”, chi tiết xây dựng cỗ máy giải Việc bổ nhiệm Yamada mong đợi để tiếp tục thông qua giai đoạn này, nhiệm kì kết thúc vào năm 2010
Sakue Yamada vừa bổ nhiệm làm giám đốc nghiên cứu Máy Va chạm Tuyến tính quốc tế Ơng đạo nỗ lực tồn cầu để phát triển máy dò hạt cho cỗ máy va chạm hạt hệ
tiếp theo
Một trọng trách chủ yếu Yamada thi hành thủ tục định xem hai mẫu số bốn thiết kế máy dò hạt đề xuất sử dụng cỗ máy Ông có kế hoạch bổ nhiệm Nhóm cố vấn máy dị hạt quốc tế giúp ơng thực trọng trách
Yamada giám đốc Viện nghiên cứu Hạt Hạt nhân phịng thí nghiệm quốc gia KEK Nhật Bản Ông tham gia vào việc thiết kế máy dò hạt cho Máy Va chạm Electron Positron Lớn (LEP) CERN tham gia nghiên cứu vài thí nghiệm phịng thí nghiệm vật lí hạt DESY Đức
(3)lượng 500 GeV Vị trí xây dựng ILC chưa chọn chi phí xây dựng cỗ máy lên tới 15 tỉ đô la
Hamish Johnston (physicsworld.com, 2/10/2007)
Anton Zeilinger giành huy chương Isaac Newton
Nhà vật lí người Áo nhà tiên phong tính tốn lượng tử, Anton Zeilinger, khai trương huy chương Isaac Newton Viện Vật lí [Anh] trao tặng Zeilinger tơn vinh cho “những đóng góp tiên phong mang tính khái niệm thực nghiệm ông cho việc sáng lập vật lí lượng tử, ngành vật lí trở thành tảng cho lĩnh vực thông tin lượng tử phát triển nhanh chóng”
Anton Zeilinger người giành huy chương Isaac Newton Viện Vật lí Mĩ trao tặng
(4)Thành tựu ông bao gồm minh chứng truyền thông lượng tử dựa rối photon vào năm 1995, “điện báo lượng tử” vào năm 1997 mật mã lượng tử thực với photon bị rối vào năm 2000 Hồi đầu năm nay, ông dẫn đầu đội nghiên cứu làm chủ việc truyền photon rối xa 144 km không gian tự do, mở cánh cửa vào truyền thông lượng tử sở vệ tinh
Zeilinger, 62 tuổi, sinh Áo giáo sư vật lí thực nghiệm trường đại học Vienna, đồng thời giám đốc khoa học Viện Quang học lượng tử Thông tin lượng tử thuộc Viện Hàn lâm khoa học Áo
Huy chương Isaac Newton 10 tơn vinh mà Viện Vật lí trao năm 2008 Được trao cho “những đóng góp bật cho vật lí học”, huy chương khác với 23 giải thưởng khác Viện chỗ khơng hạn chế nhà vật lí nghiên cứu Anh hay Ireland, hay với người có mối quan hệ chặt chẽ với hai quốc gia
Mỗi giải thưởng gồm số tiền thưởng 2000 bảng Anh mắt buổi lễ kỉ niệm London vào ngày 24 tháng năm 2008 Sau danh sách tất người đạt giải năm 2008
Giải thưởng Người đoạt giải Trích dẫn
Huy chương Thủ tướng dành cho đóng góp xứng đáng cho vật lí học nói chung cho ViệnVật lí nói riêng
Giáo sư Michael Atiyah, giáo sư danh dự, đại học Edinburgh thành viên Trinity College, Cambridge
Cơng nhận đóng góp xuất sắc ông cho phạm vi rộng đề tài tốn học, nhiều số mang lại tảng cao đáng kể cho phát triển vật lí lí thuyết; ghi nhận tài lãnh đạo lỗi lạc ông cộng đồng khoa học Quốc tế
Huy chương Isaac Newton Viện Vật lí dành cho đóng góp bật cho vật lí học
Giáo sư, tiến sĩ Anton Zeilinger, giáo sư vật lí thực nghiệm, trường đại học Vienna
Cho đóng góp mang tính khái niệm thực nghiệm tiên phong ơng cho hình thành vật lí lượng tử, lí thuyết trở thành tảng cho lĩnh vực thông tin lượng tử phát triển nhanh chóng
Huy chương vàng
Huy chương thương mại đổi Viện Vật lí dành cho đóng góp bật cho việc tổ chức hay ứng dụng vật lí học khn khổ cơng nghiệp hay thương mại
Tiến sĩ Donal Denvir Andor Technology PLC
Cho vai trị ơng việc sáng lập Andor Technology, công ti chế tạo camera kĩ thuật số hiệu suất cao, cho tài lãnh đạo chương trình R&D giữ cho cơng ti ln tiền phong đổi Huy chương Dirac Viện
Vật lí dành cho đóng góp bật cho vật lí lí thuyết, vật lí tốn vật lí tính tốn máy tính
Giáo sư Bryan Webber, giáo sư vật lí lí thuyết, trường đại học Cambridge
Cho cơng trình tiên phong việc tìm hiểu áp dụng sắc động lực học lượng tử (QCD), lí thuyết tương tác mạnh, ba lực tự nhiên
Huy chương Faraday Viện Vật lí dành cho đóng góp bật cho vật lí học thực nghiệm
Giáo sư Roger Cowley, giáo sư tiến sĩ Lee khoa sinh lí học thực nghiệm, phịng thí nghiệm Clarendon trường đại học Oxford
(5)Huy chương Glazebrook Viện Vật lí dành cho nhà lãnh đạo xuất sắc khn khổ vật lí
Giáo sư William George Stirling, tổng giám đốc Tổ hợp xạ synchrotron châu Âu Grenoble, biệt phái đến từ đại học Liverpool
Cho tài lãnh đạo xuất sắc ông việc điều hành phát triển phịng thí nghiệm hàng đầu giới, cho cơng trình đổi ông khoa học tán xạ neutron tia X Giải thưởng theo chủ đề
Huy chương Appleton dành cho nghiên cứu bật ngành vật lí mơi trường, Trái Đất hay khí
Giáo sư Ann Wintle, giáo sư Viện Địa lí Khoa học Trái Đất, trường đại học Aberystwyth
Cho đóng góp bật bà phát triển ứng dụng tính chất phát quang khống vật làm cơng cụ định tuổi địa chất thích hợp với khoảng g triêu năm qua Huy chương Bragg dành cho
những đóng góp đáng kể cho dạy học vật lí
Giáo sư Robin Millar, giáo sư khoa học giáo dục, Khoa nghiên cứu giáo dục, trường đại học York
Cho lãnh đạo xuất sắc ông việc dạy, học, đánh giá vật lí Ơng giúp định nghĩa lại mục tiêu khoa học giáo dục, đóng góp dự án sáng tạo định hình lại lớp học thực hành, người giáo viên sáng tạo Huy chương Chadwick dành
cho nghiên cứu bật lĩnh vực vật lí hạt
Giáo sư J Michael
Pendlebury, giáo sư nghiên cứu đại học Sussex, giáo sư Keith Green, thành viên nghiên cứu thâm niên đại học Sussex nhà khoa học danh dự phòng thí nghiệm Rutherford Appleton
Cho đóng góp xuất sắc họ cho phép đo moment lưỡng cực điện neutron, tính chất khác neutron
Huy chương Franklin dành cho nghiên cứu bật vật lí ứng dụng cho khoa học sống
Giáo sư David Delpy, phó hiệu trưởng nghiên cứu giáo sư Quang Y học, trường đại học Collage London
Cho phát triển tiên phong ông kĩ thuật lạ thiết bị theo dõi sức khỏe bệnh nhân đơn vị chăm sóc đặc biệt ghi ảnh mơ sinh lí học trao đổi chất Huy chương Gabor cho cơng
trình bật việc áp dụng vật lí khn khổ cơng nghiệp, thương mại hay kinh doanh
Bà Doreen Stoneham, giám đốc kiêm thư kí cơng ti Oxford Authentication Ltd
Cho việc bà sáng lập thành công công ti hàng đâu giới xác thực ceramic cho giới nghệ thuật
Huy chương Hoyle cho nghiên cứu bật thiên văn vật lí, vật lí hấp dẫn hay vũ trụ học
Giáo sư Michael Rowan-Robinson, giáo sư thiên văn vật lí phịng thí nghiệm Blackett, Imperial College London
Cho nghiên cứu tiên phong ông thiên văn học hồng ngoại mili mét,và vũ trụ học quan sát
Huy chương Joule cho nghiên cứu bật vật lí ứng dụng
Giáo sư David Parker, giáo sư vật lí, Khoa Vật lí Thiên văn học, trường đại học Birmingham
Cho sáng tạo phương pháp theo dõi hạt phát xạ positron làm công cụ nhiều ứng dụng kĩ thuật đa dạng Huy chương Kelvin cho
đóng góp xuất sắc cho việc phổ biến kiến thức vật lí
Tiến sĩ Simon Singh, nhà viết sách phát viên
Cho công việc ơng phổ biến vật lí tốn học qua sách, báo phát Ông nhà thuyết trình khoa học tiếng trước đông đảo công chúng Những sách ông viết định lí cuối Fermat, vũ trụ học mật mã học có tầm ảnh hưởng lớn Huy chương Mott Medal dành
cho nghiên cứu bật ngành vật chất hóa đặc vật lí học vật liệu
Giáo sư Gabriel Aeppli, giáo sư vật lí trường đại học College London giám đốc Trung tâm Công nghệ Nano London
(6)Huy chương
Payne-Gaposchkin Medal dành cho nghiên cứu bật ngành vật lí plasma, Mặt Trời hay khơng gian
Tiến sĩ John William Connor, trưởng khoa Lí thuyết Mơ Trung tâm Khoa học Culham
Cho đóng góp lí thuyết có tính hạt giống ơng cho nghiên cứu lượng nhiệt hạch hạn chế chế từ học
Huy chương Rayleigh dành cho nghiên cứu bật lĩnh vực vật lí lí thuyết, tốn học, hay tính tốn máy tính
Giáo sư John Chalker, giáo sư vật lí Trung tâm Vật lí Lí thuyết Rudolf Peierls trường đại học Oxford
Cho đóng góp đổi quan trọng vào vật lí chất rắn, lĩnh vực tượng học lượng tử ngoại lai
Huy chương Rutherford Medal dành cho nghiên cứu bật ngành vật lí hạt nhân hay công nghệ hạt nhân
Một đội gồm nhà vật lí kĩ sư Rolls-Royce plc: Tiến sĩ Alan Copestake, nhà vật lí chính; tiến sĩ Stephen Walley, nhà vật lí chính; ơng John Stewart Kiltie, kĩ sư trung học; ông Chris Weston, trưởng đội nghiên cứu; ông Brian Griffin, kĩ sư trung học
Cho phát triển lõi lị phản ứng hạt nhân có thời gian sống lâu dùng cho tàu ngầm Anh
Huy chương Tabor cho nghiên cứu bật ngành vật lí bề mặt hay kích thước nano
Giáo sư David Ritchie, giáo sư vật lí thực nghiệm trường đại học Cambridge
Cho công trình thực nghiệm có tính hồn thiện cao phát triển dụng cụ lượng tử bán dẫn lạ với nhiều ứng dụng đa dạng Cơng trình ông định nghĩa lại biên giới vật lí học bán dẫn Huy chương Thomson cho
nghiên cứu bật ngành vật lí nguyên tử hay phân tử
Giáo sư Edward Hinds, giáo sư vật lí Imperial College London
Cho nghiên cứu thực nghiệm quan trọng tao nhã ông lĩnh vực vật lí nguyên tử quang học lượng tử Huy chương Young cho nghiên
cứu bật ngành quang học, kể nghiên cứu liên quan đến vật lí ngồi vùng khả kiến
Giáo sư Patrick Gill, thành viên NPL trưởng Phòng tiêu chuẩn tần số quang Phịng thí nghiệm vật lí quốc gia
Cho đóng góp hàng đầu giới vào hệ thống đo lường tần số quang
Giải thưởng nghiệp trẻ Huy chương Maxwell cho nghiên cứu bật ngành vật lí lí thuyết, vật lí tốn hay tính tốn máy tính
Giáo sư Sougato Bose, phó giáo sư vật lí Khoa Vật lí Thiên văn học, trường đại học College London
Cho nghiên cứu ông đặc trưng hóa khai thác sư rối hệ lượng tử, đặc biệt cho cơng trình nghiên cứu ông truyền thông tin chuỗi spin
Huy chương Moseley cho nghiên cứu bật ngành vật lí thực nghiệm
Giáo sư Helen Fielding, giáo sư hóa lí trường đại học College London
Cho cơng trình độc vơ nhị bà điều khiển kết hợp động lực học điện tử phức tạp laser cực nhanh Nghiên cứu quan trọng cho nghiên cứu thông tin lượng tử khả điều khiển laser phản ứng hóa học
Huy chương Paterson cho c bật ngành vật lí ứng dụng
Giáo sư Russell Cowburn, giáo sư cơng nghệ nano khoa vật lí, trường Imperial College London
Cho đóng góp xuất sắc cho từ học nano photon học nano, thành công đươc quốc tế công nhận ông việc khai thác thương mại nghiên cứu ông qua công ti spin-out
(7)Chất bán dẫn từ tính pha tạp carbon
Các nhà nghiên cứu Singapore chế tạo nam châm vĩnh cửu nhiệt độ phòng cách trộn lượng nhỏ carbon với chất bán dẫn kẽm oxide Mặc dù chất bán dẫn từ tính lỗng nhiệt độ phịng (DMS) chế tạo trước đây, chúng chất bán dẫn pha tạp với đồng Loại DMS pha tạp carbon hấp dẫn ngày cho phép q trình sản xuất chất bán dẫn sử dụng để chế tạo mạch điện cơng nghệ spin xử lí lưu trữ thơng tin điện tích spin electron (Phys Rev Lett 99
127201)
Các chip máy tính dụng cụ bán dẫn khác sử dụng điện tích electron để xử lí lưu trữ thơng tin Electron cịn có spin – “up” “down” – nhiều nhà vật lí tin spin sử dụng với điện tích để tạo dụng cụ điện tử ngày nhanh hiệu chip máy tính Một cản ngại chủ yếu đường tiến tới cơng nghệ spin thiếu dịng điện thuộc chất thích hợp có từ tính tính chất bán dẫn nhiệt độ phịng Những chất có thể, nguyên tắc, sử dụng để chế tạo mạch điện electron điều khiển theo hai trạng thái spin có chúng
Ban đầu, nhà vật lí thử chế tạo chất cách pha tạp chất bán dẫn với lượng nhỏ kim loại từ tính, ví dụ manganese Thật khơng may, DMS thu có từ tính tốt nhiệt độ phịng Các kim loại khơng phân tán chất bán dẫn mà co cụm lại thành cục, làm cho vấn đề thêm tệ hại Điều khiến nhà nghiên cứu tự hỏi khơng biết từ tính xuất chất bán dẫn pha tạp, hay cụm kim loại từ tính
Gần hơn, nhà nghiên cứu chế tạo DMS nhiệt độ phòng cách pha tạp chất bán dẫn kẽm oxide gallium nitride với đồng Đây đột phá lớn đồng chất phi từ tính từ tính quan sát thấy phải phát sinh chất bán dẫn pha tạp, cụm kim loại không mong đợi
Nay đội nghiên cứu đứng đầu Yuan Ping Feng Ju Ding trường đại học quốc gia Singapore vừa tạo nhánh loại DMS cách pha tạp kẽm oxide với carbon
Chất liệu tạo cách chiếu xung laser cường độ mạnh lên hỗn hợp bột carbon kẽm oxide Xung laser làm cho số chất bốc hơi, phủ lên chất sapphire gần với màng dày khoảng 200 nm Bằng cách thay đổi lượng bột carbon mục tiêu, đội nghiên cứu chế tạo màng kẽm với mức tập trung carbon khoảng 0,1 2,5 %
(8)Theo Feng, việc khám phá DMS pha tap carbon thật quan trọng chất DMS biết khác bao gồm kim loại chuyển tiếp, electron “lớp vỏ d” chịu trách nhiệm gây từ tính Ngược lại, từ tính carbon phát sinh từ electron lớp vỏ s p, khiến cho hồn tồn chế cho nhà vật lí khám phá
“Từ quan điểm ứng dụng, thật khó nói DMS có triển vọng hơn, việc khám phá tính sắt từ nhiệt độ phịng ZnO pha tạp carbon mở hướng tìm kiếm chất DMS mới”, Ding nói Đội nghiên cứu thực tính tốn để nghiên cứu từ tính chất bán dẫn pha tạp với nguyên tố nhẹ khác, ví dụ nitrogen
Hamish Johnston (physicsworld.com, 3/10/2007)
Hiệu ứng Josephson chất khí nguyên tử
Các nhà vật lí Israel vừa chứng kiến hiệu ứng Josephson – theo truyền thống, dòng electron kết hợp chạy qua chất cách điện, kẹp chất siêu dẫn – chất khí nguyên tử cực lạnh Ví dụ loại hiệu ứng khai thác để chế tạo cảm biến quay xác, hay cịn mang lại tiêu chuẩn “hóa thế” cho việc định cỡ lượng dụng cụ, ví dụ laser (Nature 449 579)
Cơ học lượng tử cho phép electron khả chui hầm qua hàng rào cách điện, electron chất siêu dẫn – chúng xử thực thể chung – chui hầm rõ ràng Điều có nghĩa dịng điện chạy qua rào chắn mà không bị giảm thế, tượng mang tên hiệu ứng Josephson chiều Ngoài ra, hiệu ứng Josephson xoay chiều phát biểu đặt hiệu điện vào hai đầu rào chắn dịng điện dao động theo hướng Dao động sử dụng dụng cụ giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUID) để đo từ trường nhỏ, dùng để đo volt
Mặc dù hiệu ứng Josephson xoay chiều nhìn thấy helium siêu lỏng dạng dao động dòng điện khối nguyên tử cách màng ngăn, hiệu ứng Josephson chiều nhìn thấy chất siêu dẫn Tuy nhiên, Jeff Steinhauer đồng đến từ Viện Cơng nghệ Israel nhìn thấy hai hiệu ứng Josephson xoay chiều chiều chất khí nguyên tử rubidium làm lạnh xuống gần không độ tuyệt đối Ở nhiệt độ này, tất nguyên tử rơi vào trạng thái giống nhau, gọi hóa đặc Bose-Einstein (BEC)
(9)nguyên tử phía tiến đến gần chống lại lực đẩy lẫn chúng, làm tăng hóa chúng Bằng cách theo dõi mật độ phía BEC, Steinhauer đồng nhận thấy không nguyên tử bị kết chặt chui hầm qua, mà nguyên tử hai mặt chui hầm tới lui – dấu hiệu xác nhận hiệu ứng Josephson xoay chiều Để trông thấy hiệu ứng Josephson chiều, họ lái chùm tia đến 0,40 µm/s nhận thấy nguyên tử qua mà không bị ngăn trở khơng có dao động
Bản đồ mật độ cho thấy BEC nhà nghiên cứu bị tách làm đôi chùm laser Vì dao động hiệu ứng Josephson xoay chiều phụ thuộc mạnh mẽ vào chênh lệch hóa mặt BEC, nên chúng phụ thuộc vào vị trí chùm tia Do đó, Steihauer đồng cho rằng, tương tự cách SQUID phát từ trường, họ sử dụng chuyển động chùm tia cảm biến quay Và, giống hiệu ứng Josephson siêu dẫn, họ cho hệ họ mang lại hóa chuẩn cho nhu cầu định cỡ Ví dụ, chiếu laser lên mặt BEC, làm tăng hóa mặt làm thay đổi tần số dao động tỉ lệ với lượng chùm tia
Jon Cartwright (physicsworld.com, 3/10/2007)
Thế giới kỉ niệm nửa kỉ chinh phục không gian
Vào ngày tháng 10 năm 1957, Liên Xơ phóng Sputnik 1, vệ tinh nhân tạo 50 năm sau, người ta khắp giới kỉ niệm vật báo hiệu thám hiểm không gian
(10)có sức ảnh hưởng lớn, người lãnh đạo chương trình vệ tinh Liên Xơ “Tất nhiên, chúng ta, nhà khoa học [tên lửa] làm lóe lên lửa hâm mộ khơng trơng đợi trước khắp giới Không mong đợi điều này, kể kĩ sư chúng ta”, Viktor Frusmon, đồng Korolyov, nói với phóng viên người Nga
Ở khắp nơi giới, lễ kỉ niệm Ngày Sputnik quốc tế có khác Ở Pháp, chẳng hạn, Franck Ancel – người tổ chức kiện “nâng niu câu hỏi công nghệ” – triển lãm vẽ liên quan tới Sputnik họa sĩ sổ sách Văn phòng Viện học tập nghiên cứu không gian quốc gia Trong đó, Igor Hax đến từ Liverpool Anh sáng tác nhạc “nhịp đập”, chậm chạp dựa tiếng kêu bíp bíp tiếng Sputnik Bình dị hơn, Bảo tàng Hàng không Tonronto lưu giữ nhiều trưng bày khác thời kì khơng gian nhà khoa học
Lễ kỉ niệm ghi dấu ấn vào ngày hôm qua, với Michael Griffin, nhà quản trị NASA, Antoly Perminov, trưởng Cơ quan Không gian
Liên bang Nga, đồng ý hợp tác với tìm kiếm nước Mặt Trăng Hỏa Họ kí thỏa thuận đại sứ quán Mĩ Moscow việc sử dụng thiết bị Nga tàu Lunar Reconnaissance Orbiter, phóng vào tháng 10/2008, Mars Science Laboratory, tàu robot phóng vào năm 2009
Tuy nhiên, tiếng vỗ tay vui vẻ lắng viên huy không gian quân Nga Vladimir Popovkin cảnh báo nước phóng hệ thống vũ khí vào khơng gian “Chúng ta cần có quy định chặt chẽ khơng gian để tránh việc qn hóa nó, nước đưa vũ khí lên khơng gian tất phản ứng giống nhau”, ơng nói với tờ báo Trud Popovkin cịn nói thêm khơng nên triển khai loại vũ khí trẻn khơng gian khơng có nước có quyền điều khiển
Jon Cartwright (physicsworld.com, 4/10/2007)
[Bạn download tài liệu chi tiết kiện Sputnik
(11)Laser nguyên tử nhân tạo lộ diện
Laser xây dựng từ hệ lượng tử kĩ thuật nhân tạo vừa nhà nghiên cứu Nhật Bản tiết lộ Laser vi sóng (maser) độc vơ nhị sử dụng nguyên tử nhân tạo – mẫu siêu dẫn nhỏ xíu - để tạo trường bội photon kết hợp Laser không giống laser thông thường, chúng sử dụng nhiều nguyên tử hay phân tử Các nhà nghiên cứu tin bước đột phá dẫn đến phát triển dụng cụ nhỏ, điều chỉnh được, có khả tích hợp chip làm nguồn phát vi sóng hay khuếch đại (Nature 449 588)
Oleg Astafiev đồng Phịng thí nghiệm nghiên cứu điện tử học nano NEC phịng thí nghiệm quốc gia RIKEN Nhật Bản vừa chế tạo maser họ cách đặt “hòn đảo” nhơm siêu dẫn kích thước nano mét đầu cộng hưởng vi sóng dài vài mili mét Các electron chất siêu dẫn tồn dạng “cặp Cooper” Tuy nhiên, đặt hiệu điện lên hịn đảo, cặp bị phá vỡ với electron rời khỏi hịn đảo tức qua đường dẫn electron nâng lên trạng thái lượng cao
Sau khoảng thời gian, electron thứ hai thoát ra, bỏ lại đảo trạng thái lượng trung gian Trạng thái cuối phân hủy cách phát photon vi sóng vào cộng hưởng, photon bị bẫy dạng sóng đứng Photon bị bẫy sau kích thích phát xạ photon khác từ đảo, nhanh chóng lấp đầy cộng hưởng với nhiều photon kết hợp
Quá trình khuếch đại tương tự q trình xảy maser thơng thường – thay có nhiều ngun tử hay phân tử giống hệt nhau, trình gồm nguyên tử nhân tạo – hịn đảo siêu dẫn Astafiev nói với
physicsworld.com điều mang tới cho dụng cụ số tiện lợi kĩ thuật so với maser thơng thường Một tiện lợi bước sóng vi sóng điều chỉnh xác cách thay đổi dễ dàng hiệu điện đặt vào hịn đảo Điều khơng giống maser thơng thường, chúng tạo vi sóng bước sóng ổn định mức lượng nguyên tử hay phân tử thành phần
Dụng cụ yêu cầu hiệu điện chiều để hoạt động – không giống maser thông thường, chúng yêu cầu nguồn cung cấp tần số vơ tuyến ngồi Kết tồn hệ maser nhỏ phát sinh nhiệt Điều khiến cho tương đối dễ hoạt động nhiệt độ gần K, nhiệt độ nhơm chất siêu dẫn
Theo Astafiev, maser sử dụng để chế tạo nguồn vi sóng điều chỉnh khuếch đại tích hợp chip silicon Những dụng cụ dùng cho nghiên cứu động lực học phân tử tính chất khác vật chất Ông tin maser đơn nguyên tử dùng làm nguồn phát photon kết hợp máy tính lượng tử sở bit lượng tử (qubit) siêu dẫn Thật vậy, đội nghiên cứu NEC-RIKEN chế tạo qubit từ hịn đảo siêu dẫn nhỏ xíu kể từ năm 1999
(12)Máy dò hạt vật lí phát cháy rừng
Ngọn lửa cháy rừng thịnh nộ khắp đất nước Hi Lạp từ tháng đến tháng 9, làm thiệt mạng 64 người, tiêu hủy 679 000 acre đất và, theo viên chức tài Hi Lạp, gây thiệt hại ước tính 1,6 tỉ đô la Cách tốt ngăn ngừa thảm họa phát lửa sớm tốt cho chúng dập tắt trước chúng lan rộng đến mức khơng kiểm sốt Nay Vladimir Peskov thuộc CERN Antonino Zichichi thuộc Trung tâm Enrico Fermi Rome, Italia, cải tiến máy dị hạt vật lí lượng cao để trực tiếp nhận dạng lửa, khẳng định nhạy máy dò thương mại tốt đến 1000 lần (arXiv:0709.2819v1)
Thơng thường vệ tinh nhìn thấy lửa bao phủ diện tích chừng 30 acre hay rộng hơn, lửa nhỏ thường nhận máy qt khói, chúng tìm kiếm ánh sáng tán xạ hạt khói chùm hồng ngoại Nhưng vào ngày nhiều gió, khói bị phân tán, hay lửa tình trạng phát chúng, có phương pháp chắn máy dò phát lửa cách trực tiếp Để tránh lửa xáo trộn với ánh sáng Mặt Trời, máy dò phải nhạy với ánh sáng cực tím có bước sóng ngắn 185 nm, chúng bị hấp thụ lớp ozone lại phát lửa
(13)đường nó, electron chạm với electron khác thoát khỏi nguyên tử hơi, electron quay sang làm ion hóa thêm nhiều nguyên tử, cuối gây “mưa” electron Cơn mưa tạo xung dòng điện anôt ghi nhận thiết bị điện tử bên ngồi dạng tín hiệu lửa
Tiêu chuẩn Liên minh châu Âu cao máy dò “loại 1”, u cầu máy dị nhận lửa 30 cm3 khoảng cách 25 m Pesko Zichichi khẳng định máy dò họ phát lửa từ bật lửa thuốc 30 m – dựa số xung 10 giây – nhạy 1000 lần so với máy dị lửa có thị trường Ngồi ra, thời gian phản ứng có vài micro giây, khiến thích hợp cho việc phát hiện, ví dụ, tia lửa điện bể chứa dầu hay tia sét Các nhà nghiên cứu nói máy dị khơng đắt 100 bảng Anh chiếc, tương đương với giá máy dò khác, có khả sản xuất hàng loạt sử dụng mạng tháp để theo dõi vùng cháy rừng
Peskov Zichichi vừa chứng minh dụng cụ họ với nhà chế tạo máy dò lửa Finsecur Houilles, Pháp, Maier Milano, Italia Christophe Bonazzi, giám đốc Finsecur nói với physicsworld.com ơng khơng sẵn sàng tài trợ cho việc phát triển dự án vào lúc này, hứng thú chế tạo máy dò Peskov Zichichi họ cải tiến thêm
Jon Cartwright (physicsworld.com, 7/10/2007)
Các nhà nghiên cứu nếp gấp nhận giải Ig Nobel
Giải Ig Nobel vật lí năm trao cho Lakshminarayanan Mahadevan thuộc đại học Harvard Mĩ Enrique Cerda Villablanca Universidad de Santiago de Chile cho nghiên cứu tiên phong họ “nền vật lí nếp gấp” Giải thưởng hàng năm tạp chí hài The Annals of Improbable Research trao tặng tôn vinh nghiên cứu “ban đầu khiến cho người ta cười sau khiến người ta suy nghĩ” Mặc dù lí thuyết họ mang lại nhìn sâu sắc vào nguyên nhân rèm lại treo theo kiểu định, đôi nghiên cứu không đưa giải pháp để da bị gấp nếp già – đột phá mang lại cho họ nhiều danh tiếng tiền
Mahadevan Cerda Villablanca tôn vinh cho loạt báo công bố vài tập san có uy tín Trong báo họ (Nature 419 579), nhà toán học Mahadevan nhà vật lí Cerda Villablanca xét hiệu ứng nếp gấp đàn hồi bị kéo căng tìm thấy tập hợp quy luật tỉ lệ cho bước sóng biên độ gấp
(14)dài Họ tìm tập hợp quy luật tỉ lệ đơn giản làm sở cho việc đặc trưng hóa tính chất màng rắn mỏng
Trong báo thứ ba (PNAS 101 1806), đôi nghiên cứu xét tượng xảy đàn hồi đẳng hướng, phẳng rơi lên vật ba chiều Quy luật tỉ lệ mà họ tìm phù hợp với quan sát thường thấy rèm, họ cho kết họ dẫn đến “những dẫn định tính cho thiết kế thời trang hình động thực ảo”
Lễ trao giải Ig Nobel 2007 trường đại học Harvard
Lễ trao giải Ig Nobel vật lí có mặt hai người đoạt giải Nobel: Roy Glauber đến từ đại học Harvard, Robert Laughlin đến từ đại học Stanford
Giải Ig Nobel thành lập năm 1991 lễ trao thưởng năm 2007 tổ chức vào hôm 5/10 trường đại học Harvard Chủ đề lễ kỉ niệm năm “chicken”, với người dẫn chương trình chủ đạo Doug Zonker lặp lại từ “chicken” hai phút thật kì quái, với biểu đồ kĩ thuật
(15)Giải Nobel công nhận nhà tiên phong GMR
Giải thưởng Nobel Vật lí năm 2007 trao chung cho Albert Fert trường Université Paris-Sud, Pháp, Peter Grünberg thuộc Forschungszentrum Jülich Đức cho “khám phá tượng từ trở khổng lồ” Khám phá họ, hai nhà vật lí thực độc lập vào năm 1988, dẫn tới phát triển ngoạn mục số lượng liệu lưu trữ ổ đĩa cứng máy tính Fert Grünberg chia số tiền thưởng tổng cộng 10 triệu krone Thụy Điển (khoảng 1,5 triệu đô la)
Từ trở khổng lồ, hay GMR, thay đổi đột ngột điện trở xảy chất gồm lớp kim loại từ tính phi từ tính xen kẽ đặt từ trường đủ cao Đặc biệt, điện trở trở nên thấp nhiều từ hóa lớp lân cận song song nhau, cao nhiều chúng đối song Sự thay đổi điện trở electron “spin up” “spin down” bị tán xạ khác lớp
Albert Fert Peter Grünberg
GMR từ sử dụng để phát triển đầu đọc nhỏ nhạy dùng cho ổ đĩa cứng từ tính Các đầu đọc này cho phép bit liệu lưu trữ vùng nhỏ nhiều đĩa, nâng cao dung lượng lưu trữ lên nhiều Các đầu đọc thương mại dựa GMR IBM tung vào năm 1997 GMR ngày cơng nghệ chuẩn tìm thấy hầu hết máy vi tính khắp giới sử dụng số camera kĩ thuật số máy hát MP3
Trong nghiên cứu ban đầu Grünberg, ơng nhóm ơng nghiên cứu hệ ba lớp sắt/chromium/sắt biểu giảm điện trở 1,5% Fert đồng sự, trái lại, nghiên cứu hệ nhiều lớp sắt/chromium điện trở giảm gần 50%
(16)TMR gây biến thiên điện trở rõ rệt lĩnh vực áp dụng nhỏ so với tìm thấy dụng cụ GMR
Albert Fert sinh năm 1938 Carcassone, Pháp, nhận tiến sĩ vật lí từ trường Université Paris-Sud, Orsay, Pháp Hiện ơng giám đốc khoa học CNRS/Thales Unité Mixte de Physique, Orsay Peter Grünberg sinh năm 1939 Pilsen (nay thuộc cộng hịa Czech) cơng dân Đức Ơng lấy tiến sĩ vật lí từ Technische Universität Darmstadt, Đức
Grünberg, người giữ phát minh GMR, ban đầu đăng kí báo ơng trước Fert chút, Fert công bố trước tiên “Nhưng Fert mơ tả sở vật lí, Grünberg nhìn thấy tầm quan trọng cơng nghệ nó”, Bland nói
Hamish Johnston, Jon Cartwright (physicsworld.com, 9/10/2007)
Ông chủ CERN bác bỏ tin đồn thất thiệt LHC
Robert Aymar, tổng giám đốc CERN, bác bỏ tin đồn cho loạt nối điện bị khóa Máy Va chạm Hadron Lớn làm trì hỗn ngày khai trương thức máy gia tốc vào tháng 5/2008 Viết tin CERN tuần này, Aymar phát biểu trục trặc liên quan tới phần trăm nhỏ nối điện “mọi việc đâu đấy” nhằm đưa máy gia tốc vào hoạt động
Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) vành đai 27 km dọc theo chùm proton gia tốc hàng trăm nam châm siêu dẫn, nhóm thành phân khu làm lạnh với helium lỏng Để ngăn không cho cường độ chùm tia giảm sút, chùm tia phải cảm ứng dịng điện “gương” với điện trở thành, khả yêu cầu dòng điện liên tục chạy qua Nhưng phân khu rút lại khoảng 10 m tổng cộng nên làm lạnh xuống nhiệt độ vận hành 1,9 K chúng, mối nối phận phân khu phải mang lại sợi đồng dễ trượt hay mođun “cắm trong” (PIM)
Tuy nhiên, vào tuần thứ tháng 8, PIM “phân khu 7-8” cảu LHC khơng dãn nở thích hợp phân khu làm cho ấm lên từ nhiệt độ vận hành – thủ tục cần thiết trình hoạt động lâu dài máy gia tốc Việc khiến cho PIM bị oằn vào không gian dành cho chùm tia
(17)gặp phải cản trở, chúng khơng thể truyền tín hiệu tới máy theo dõi chùm positron đặt 50 m ống
Những lời đồn đại – lan truyền rộng rãi blog internet – phát sinh sau nhà lãnh đạo dự án LHC Lyn Evans tổ chức hội thảo chuyên đề vào hơm 13/9 với cán CERN, ơng xem xét lại vấn đề PIM đề xuất giải pháp kĩ thuật cho Nhiều blog khẳng định LHC thực bị trì hỗn lần chạy liệu bị đẩy lùi sang năm 2009
Nhưng theo phát biểu Aymar, xuất vào hơm thứ hai, nhiều vấn đề báo trước chuẩn bị vận hành cỗ máy “Từ trước tới giờ, dấu hiệu hỗn cả”, Aymar nói “Chúng ta trơng đợi LHC mang lại sở vật lí vào năm 2008”
Phát biểu với physicsworld.com, Evans nói kĩ thuật phát tắc nghẽn cho thấy có số 450 PIM phân khu 7-8 bị hỏng, chúng sửa chữa “Nếu tất PIM bị ảnh hưởng, vấn đề nghiêm trọng”, ơng nói “Bây giờ, biết số nhỏ, thoải mái nhiều”
Evans nói tin đồn khác, cho LHC có trục trặc việc cấp đủ helium-4 cho việc làm lạnh, hồn tồn vơ Ơng giải thích LHC có hai nhà thầu cung cấp helium, có hai nhà thầu dự phịng trường hợp gặp trục trặc
(18)Hiệu ứng Stern-Gerlach biểu đối xứng gương
Các nhà vật lí Thụy Sĩ Trung Quốc vừa tìm cách – lí thuyết – tách chùm phân tử theo tính đối xứng gương chúng Kĩ thuật bao gồm việc cho phân tử qua ba chùm laser khác nhau, tương tự hiệu ứng Stern-Gerlach tiếng, nhờ chùm nguyên tử qua từ trường bị tách thành hai phần theo trạng thái spin nguyên tử (Phys Rev Lett 99
130403)
Các phân tử đối xứng gương tồn hai cấu trúc ảnh qua gương nhau, thường mô tả phần “thuận phải” “thuận trái” Đối xứng gương quan trọng y học, phân tử thuốc thuận phải mang lại hiệu ứng sinh học, phân tử thuận trái khơng chẳng hạn Kết số lượng lớn nỗ lực hướng tới việc phát triển phương pháp xếp phân tử theo tính đối xứng gương chúng
Một đặc điểm quan trọng phân tử đối xứng gương chúng phản ứng khác phơi sáng Nay Christoph Bruder Yong Li trường đại học Basel với Chang-Pu Sun thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Hoa vừa trình bày cách tách phần đối xứng gương phân tử “chuyển tiếp Rabi” xảy phân tử phơi ánh sáng laser Những chuyển tiếp xảy chùm laser làm cho phân tử dao động hai mức lượng tần số tương ứng với tần số ánh sáng laser
Kĩ thuật họ sử dụng phân tử đối xứng gương với ba chuyển tiếp Rabi ba tần số laser khác Hai số chuyển tiếp phải giống hệt phân tử thuận phải thuận trái, chuyển tiếp thứ ba có độ lệch pha 180 độ dao động xảy hai phần đối xứng gương
Theo tính tốn đội nghiên cứu, phân tử định hướng theo kiểu giống gửi trực tiếp vào ba chùm tia laser, độ lệch pha làm cho phân tử thuận phải bị lệch tất nhiên nhiều phân tử thuận trái Hơn nữa, hướng lệch phụ thuộc vào hai trạng thái spin – up hay down – mà phân tử Kết phân tử xếp thành bốn nhóm theo tính đối xứng gương spin: right-up, right-down, left-up left-down
Trong số phân tử có hệ ba mức phù hợp, Bruder nói với
physicsworld.com thí nghiệm gây thách thức vài lí sau Một mặt, u cầu ba laser hoạt động ba tần số đặc biệt Đồng thời, phân tử phải lạnh cho hiệu ứng đáng kể phân tử phải định hướng trước theo kiểu đặc biệt
Mặc dù khó khăn có nghĩa kĩ thuật có khả khơng dẫn đến phương pháp thực tế tách phân tử thật sự, Bruder hi vọng nhà vật lí thực nghiệm nêu cách xác nhận tính tốn đội nghiên cứu
(19)Laser vén bí mật loại trật tự từ tính
Một loại trật tự từ tính moment từ chất bị đông lạnh nối đuôi thành xốy nhỏ xíu phát nhà nghiên cứu Đức Thụy Sĩ Đội nghiên cứu nói hướng xốy – thuận ngược chiều kim đồng hồ - thay đổi kết hợp định điện trường từ trường Kết trật tự sử dụng để chế tạo loại dụng cụ lưu trữ liệu bền (Nature 449 702)
Hiệu ứng đó, gọi tên toroid sắt từ, phát thấy chất oxide LiCoPO4
các nhà vật lí Bas Van Aken Manfred Fiebig Viện Max-Born Berlin với nhà hóa học trường đại học Geneva
Đội nghiên cứu phát thấy chất chứa vùng (hay domain) tất xốy thuận ngược chiều kim đồng hồ Mỗi xốy khơng lớn nhiều so với khoảng trống nguyên tử mạng tinh thể kích thước cực nhỏ chúng phân biệt chúng với xốy lớn nhiều (và khơng có liên quan) thấy đĩa chất từ tính
Các domain phát kĩ thuật gọi phát điều hịa thứ cấp chùm laser chiếu lên mẫu vật gấp đôi tần số qua Khi chùm tia chạm tới domain toroid sắt từ định hướng theo chiều ngược với domain liền kề, phần chùm tia bị lệch pha 180 độ Nghiên cứu ánh sáng rời khỏi mẫu vật, nhà nghiên cứu nhận thấy vùng giao thoa tăng cường triệt tiêu, xác nhận domain thẳng hàng đối thế, đó, toroid sắt từ có mặt
Theo lí thuyết, hướng xốy đảo lại cách sử dụng kết hợp điện trường từ trường Do đó, đội nghiên cứu tin toroid sắt từ dùng thiết bị lưu trữ liệu với domain thuận ngược chiều kim đồng hồ biểu diễn cho bit liệu Vì điện trường lẫn từ trường cần để làm đảo xốy, nên bit bị đảo từ trường nhiễu so với bit sắt từ truyền thống
Toroid sắt từ hiệu ứng trật tự “ferroic” khám phá Các ferroic khác sắt từ, tức trật tự tự phát moment từ theo hướng; dòng sắt từ, phân cực điện tự phát chất; đàn hồi sắt từ, sức căng tự phát chất liệu
(20)Tình hữu, khơng phải tài trị, chiến thắng bầu cử Từ lâu nay, người ta cho nhà trị đặt cơng chúng trước dư luận trị ồn – nghiên cứu nhà vật lí Italia thực cho thấy kế hoạch xuất sắc nhằm chiến thắng bầu cử Các nhà nghiên cứu phân tích kết năm bầu cử theo tỉ lệ “danh sách mở” kết luận cử tri có khuynh hướng bỏ phiếu cho ứng cử viên mà người khác nói tốt họ, khơng phải cho ứng cử viên có tài trị quyến rũ (Phys Rev Lett 99 038701)
Ở nước sử dụng hình thức bầu cử theo tỉ lệ theo danh sách mở, đảng phái chạy đua vào quyền mang lại cho cử tri hạt chọn lựa ứng cử viên Vào ngày bầu cử, công dân bỏ phiếu cho đảng yêu thích họ ứng cử viên u thích họ thuộc đảng Các ghế hạt chia cho đảng dựa kết bầu cử họ, đảng lấp đầy ghế với ứng cử viên trội họ Đảng có số phiếu bầu nhiều chiến thắng
Santo Fortunato Viện Trao đổi khoa học Claudio Castellano trường đại học Rome, Italia, xem xét số liệu bầu cử tập hợp từ năm 1958, 1972 1987 Italia, năm 2003 Phần Lan năm 2005 Ba Lan, tất sử dụng hệ thống bầu cử Họ bắt đầu việc vẽ đồ thị phân bố số phiếu bầu nhận ứng cử viên, hay v Sau họ giả sử rằng, ngồi v ra, phân bố bị ảnh hưởng số ứng cử viên đảng tổng số phiếu mà đảng thu Trên thực tế, họ thấy biểu đồ phụ thuộc vào tỉ số hai đại lượng – nói cách khác, số phiếu trung bình nhận ứng cử viên đảng, hay v0
Điều tự khơng có gây bất ngờ đơn giản có nghĩa là, ví dụ, ứng cử viên thuộc đảng tiếng với v0 cao thường thu nhiều phiếu
hơn Tuy nhiên, sau xem xét chặt chẽ hơn, họ nhận thấy phân bố phụ thuộc
v v0 độc lập, mà phụ thuộc vào v/v0 – số đo hiệu suất ứng cử viên so với ứng cử viên khác đảng ông/bà ta
Đáng ý họ vẽ biểu đồ thông số đơn giản cho năm liệu bầu cử, họ nhận thấy chúng rơi xác vào đường cong Điều cho thấy cho dù là, chẳng hạn, thiên hướng trị khác đảng phái, phân bố phiếu không thay đổi “Các bầu cử xem xét trải khoảng thời gian 30 năm, xảy chuyển biến văn hóa, kinh tế xã hội sâu sắc”, nhà nghiên cứu phát biểu báo họ “Khơng có dấu hiệu thay đổi mẫu liệu”
(21)của nó, nhà nghiên cứu giả định phân bố tuân theo “quy luật lũy thừa” thông số tuyên truyền, α
Fortunato Castellano mô cấu trúc giá trị xác suất thuyết phục khác nhau, số quan hệ tối thiếu mà người có, α Họ phát thấy mô họ tái tạo xác đường cong sở liệu bầu cử Họ khẳng định, điều chứng tỏ ứng cử viên khác bầu cử theo tỉ lệ thu phiếu đường mồm mép
Các nhà nghiên cứu xét xem hiệu ứng mồm mép có phù hợp với liệu khác hay khơng, ví dụ bầu cử thị trưởng địa phương “Kết sơ cho thấy bầu cử đô thị Rome, Sao Paolo Rio de Janeiro cho kết phù hợp với đường cong chúng tơi”, Fortunato nói với physicsworld.com
Jon Cartwright (physicsworld.com, 14/10/2007)
Bắt đầu triển khai thí nghiệm neutrino Trung Quốc – Mĩ
Cơng việc bắt đầu khởi động thí nghiệm Trung Quốc nhằm nghiên cứu hạt hạ nguyên tử có mặt khắp nơi trơ gọi tên neutrino Mục tiêu thí nghiệm trị giá 32 triệu đôla này, nỗ lực chung nhà vật lí Trung Quốc Mĩ, cải thiện phép đo thông số “dao động neutrino” Đang xây dựng đồi gần nhà máy điện hạt nhân vịnh Daya, thí nghiệm bắt đầu đưa vào thu thập liệu vào năm 2011
Trong thập kỉ vừa qua hay ngần năm, nhà vật lí tìm thấy chứng thuyết phục neutrino chuyển hóa – hay dao động – từ “mùi” (electron, muon hay tau) sang mùi khác chúng băng qua không gian, tượng cho thấy neutrino có khối lượng Thí nghiệm neutrino phản ứng vịnh Daya thiết kế để đo Θ13, góc số “góc hịa hợp” khơng
được xác định cách xác
Các góc hịa hợp u cầu với thông số khác để mô tả trọn vẹn dao động neutrino, việc kiểm soát tốt Θ13 cải thiện hiểu biết
(22)đo xem dòng neutrino phát từ lò phản ứng biến thiên theo hàm khoảng cách
Công việc bắt đầu triển khai thí nghiệm neutrino gần lị phản ứng hạt nhân vịnh Daya miền Nam Trung Quốc
Dự án – bắt đầu thu thập liệu vào năm 2011 – tán thành vào năm 2006 Viện Hàn lâm Khoa học Trung Hoa, tổ chức tài trợ cho dự án 50 triệu yuan (khoảng triệu đơla) Các nhà tài trợ khác bao gồm Bộ Khoa học Công nghệ Trung Quốc Bộ Năng lượng Quỹ Khoa học quốc gia Mĩ Ngồi ra, quỹ tài trợ cho dự án cịn đến từ Hong Kong, Đài Loan, Cộng hòa Czech Nga
Lễ động thổ thức diễn vào hôm 13/10 với tham dự viên chức phủ Trung Quốc Bộ Năng lượng Mĩ Tịa nhà thí nghiệm hồn thành vào năm 2008 cỗ máy dò cuối lắp đặt vào năm 2010
“Dự án tiến triển tốt [và chúng tôi] sẵn sàng chế tạo sản xuất khối thiết bị”, Yifang Wang thuộc Viện Vật lí Năng lượng cao Trung Quốc nói
(physicsworld.com, 16/10/2007)
Điện dung làm sáng tỏ dịng chảy phức tạp
Các kĩ sư sớm có ý tưởng tốt nhiều diễn bên ống dẫn lị phản ứng cơng nghiệp nhờ cảm ứng dòng chảy nhà khoa học Đức phát triển Dụng cụ có khả phân biệt chất khác hỗn hợp dòng chảy giúp giải tốn dịng chảy tinh tế, ví dụ đưa hỗn hợp bất kham gồm dầu, khí nước từ giếng sâu đáy biển lên mặt nước
(23)theo dõi nhằm đảm bảo rằng, chẳng hạn, viên thuốc trộn cách, dầu chảy lên qua ống dẫn biển
Tuy nhiên, kĩ thuật dùng cho việc đo dịng “nhiều pha” có hiệu hạn chế Trong dịng theo dõi camera tốc độ cao, chúng mang lại thơng tin định lượng hỗn hợp Các đầu dị đặt trực tiếp bên dịng mang lại thơng tin hữu ích hơn, điều hạn chế với khu vực gần đầu dò, nên có cơng dụng nghiên cứu dịng nhiều pha phức tạp Những kĩ thuật phức tạp hơn, ví dụ xạ quang tia gamma, thực tốt hơn, lại tốn thêm phí tổn hiểm họa xạ thường không chấp nhận cải tiến
Nay Uwe Hampel đồng Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) Dresden, Đức, vừa nêu cảm biến hứa hẹn làm thay đổi điều Bộ cảm biến gồm hai mặt phẳng điện cực dây song song kéo căng qua vành ống Các mặt phẳng vng góc với tách nhau, hình thành nên mạng lưới
Nguyên mẫu cảm biến dòng chảy nhiều pha Uwe Hampel đồng Forschungszentrum Dresden-Rossendorf chế tạo: mạng lưới dây nhìn thấy
bên vành ống
(24)Các chất khác có điện dung khác nhau, cho phép cảm biến phân biệt pha khác dịng chảy Theo Hampel, phép đo thực nhanh cho dòng chảy mặt cắt ống tiêu biểu quét lên tới 10.000 lần giây độ phân giải không gian 0,5 mm
“Thiết bị bắt bọt nhỏ chuyển động tốc độ vài mét giây qua cảm biến, mang lại thơng tin xác cao cấu trúc dịng chảy”, Hampel nói Bộ cảm biến tương tự nguyên mẫu trước đội nghiên cứu chế tạo để đo dẫn điện dây sử dụng với chất lỏng dẫn điện
Theo chuyên gia dòng chảy nhiều pha Barry Azzopardi trường đại học Nottingham, Anh, cảm biến biểu hứa hẹn to lớn dùng với chất lỏng hữu dầu mỏ, chất khơng dẫn điện
Có thể cảm biến không triển khai đường ống dẫn dầu thực tế, bị phá hủy “tạp chất” rắn gởi qua đường dẫn để làm kiểm tra đường ống Thay vậy, cảm biến dùng ống dẫn giả lập phịng thí nghiệm nhằm thu hiểu biết tốt dòng chảy nhiều pha
Đội nghiên cứu đưa cảm biến đến Nottingham vào tháng 11, họ làm việc với Azzopardi để nghiên cứu dòng hỗn hợp khí dầu ống dẫn
Đội nghiên cứu có kế hoạch nghiên cứu dịng chảy phức tạp khác nhau, ví dụ chuyên chở dầu-khí qua đường ống để nhận phạm vi ứng dụng cho dụng cụ “Hiện nay, cảm biến tồn dạng nguyên mẫu, hi vọng nghĩ xa tới việc thương mại hóa một phạm vi ứng dụng rộng nhận ra”, Hampel nói
Bob Swarup (physicsworld.com, 17/10/2007)
“Công nghệ ma quỷ” ?
Bạn có nghĩ “cơng nghệ ma quỷ” tên thích hợp dành cho số kĩ thuật phát triển – chứng minh hay chưa chứng minh – dựa nguyên lí lượng tử, ví dụ rối ? Charles Tahan, nhà vật lí trường đại học Cambridge Anh, ơng đăng báo server arXiv giải thích (arXiv:0710.2537v1)
(25)tử, Tahan tin cơng nghệ ma quỷ thật giúp đập tan nỗi sợ hãi công chúng máy tính lượng tử “cơng nghệ ma quỷ” khác
Tâm điểm đề xuất Tahan niềm tin ông cộng đồng công nghệ lượng tử phải hoạt động để tránh khủng hoảng tương tự đối mặt người nghiên cứu “cơng nghệ nano”, cụm từ nhanh chóng trở thành thuật ngữ rộng rãi bao quát thứ từ chất liệu tiên tiến kĩ thuật di truyền Kết nhà vật lí nghiên cứu chấm lượng tử có khuynh hướng đồng với nhà sinh vật học phát triển dạng sống mới, họ có điểm chung
Theo Tahan, thiếu nhận thức công chúng bất hạnh phát sinh nhà khoa học khơng mang lại định nghĩa ban đầu có đích xác cho cơng nghệ nano – thứ mà ông gán cho tên công nghệ ma quỷ
Phần thứ định nghĩa ông phát biểu sau: “Công nghệ ma quỷ bao gồm tất dụng cụ, hệ chất thiết thực có cơng dụng dựa tồn hay phần vào tính chất lượng tử có trật tự cao vật chất lượng khơng có đối chiếu giới cổ điển”
David Deutsch thuộc trường đại học Oxford, Anh, người nhà sáng lập tính tốn lượng tử, khơng thiết tha với tên gọi Nó sẽ, ơng nói với
physicsworld.com, “làm tăng thêm ý nghĩa thần bí mà thuyết lượng tử có được” Theo Deutsch, chủ nghĩa thần bí liên quan tới bình luận Einstein “đã chộp lấy để chứng minh thứ vơ lí địa tâm giả khoa học” Thay vậy, ơng tin cơng chúng phải khích lệ để tìm hiểu rối, khơng nói ma quỷ
Tahan trả lời phê bình với câu hỏi: “Nếu hay thật hiểu hành vi lượng tử vừa đủ để mơ tả tốn học, có cịn ma quỷ hay khơng ?” Ơng tin câu trả lời có, thứ giống rối ln ln phản trực giác
Ơng tin cơng chúng khơng cần phải che chắn khỏi kết kì quái thuyết lượng tử lí giải cho đề xuất ông làm cho công chúng hiểu biết công việc hào hứng tiến triển lĩnh vực Trong nỗ lực này, Tahan ủng hộ Richard Jones thuộc trường đại học Sheffield Anh, nhà vật lí polymer nhà tiên phong công nghệ nano Tuy nhiên, Jones biểu quan tâm việc sử dụng từ ma quỷ để mơ tả “những bí ẩn sâu thẳm vũ trụ”
Tahan say sưa thiết đặt công nghệ ma quỷ thuật ngữ thân thiện khơng có “nhánh mơi trường hay độc chất” Ông hi vọng điều ngăn ứng dụng học lượng tử khỏi bị gán tên xấu công nghệ nano bị nhà vật lí người Mĩ Eric Drexler đặt tên cho khả tự tái tạo robot nano “viễn cảnh xám xịt nhớp nháp
(26)Ánh sáng bò qua khe hẹp
Ánh sáng thường truyền theo đường thẳng – khơng phải qua khe hẹp hai cách khoảng nhỏ bước sóng Các nhà vật lí biết tới hành vi kì lạ từ lâu, thật khó tiên đốn xác ánh sáng theo lộ trình Tuy nhiên, nhà nghiên cứu Mĩ tạo mơ hình máy tính thật làm điều ân huệ cho cố gắng khai thác tính chất quang độc vô nhị khe li ti để chế tạo kính hiển vi mạnh tế bà quang điện hiệu (Appl Phys Lett 91 153101)
Khi ánh sáng tỏa hai bề mặt cách khoảng nhỏ bước sóng, khơng có đủ khơng gian cho ánh sáng băng qua khe sóng lan truyền Thay vậy, vắt ngang khe thơng qua sóng “phù du”, tức sóng dừng tồn khoảng bước sóng hay Trong nhà vật lí bắt đầu khai thác sóng dụng cụ quang nano, ví dụ siêu thấu kính, xác ánh sáng hành xử khe nhỏ xíu khó mà tiên đốn lí thuyết điện từ
Ánh sáng hồng ngoại chuyển động từ mặt nóng (phía dưới) qua khe hẹp 100 nm lên mặt lạnh: đường liền nét vector Poynting biểu thị hướng dòng lượng hai
(27)Mô họ cho thấy thay truyền theo đường thẳng, ánh sáng uốn lượn theo lộ trình băng qua khe Đội nghiên cứu tin khả việc hình dung cách thức ánh sáng truyền qua khe nhỏ xíu giúp nhà vật lí thực định quan trọng thiết kế dụng cụ quang nano – ví dụ nên sử dụng hình dạng đĩa đặt chúng cách bao xa
Theo Zhang, mơ giúp nhà nghiên cứu tạo cấu trúc quang nano tốt việc hấp thụ xạ hồng ngoại Những cấu trúc dùng để chế tạo tế bào quang nhiệt điện (TVP) hiệu quả, chúng chuyển hóa xạ hồng ngoại thành dịng điện Các tế bào TVP ngày sử dụng để phát điện từ nhiệt thải q trình cơng nghiệp
Mô mang lại minh họa đầy sức sống khúc xạ âm ánh sáng hai mặt tiếp giáp chân không/ silicon carbide Sự khúc xạ âm xảy ánh sáng truyền từ môi trường sang môi trường khác bị bẻ cong theo hướng ngược với hướng thường xảy với khúc xạ Các nhà vật lí khai thác ưu điểm hiệu ứng “siêu thấu kính” chế tạo từ phiến silicon carbide có khả ghi ảnh cấu trúc nhỏ xíu nhỏ nhiều so với bước sóng ánh sáng sử dụng
Bob Swarup (physicsworld.com, 19/10/2007)
Chất bán dẫn bẻ cong ánh sáng theo hướng “nghịch”
Các nhà nghiên cứu Mĩ vừa chế tạo loại siêu vật liệu làm bẻ cong ánh sáng hồng ngoại theo hướng “nghịch” Nó chế tạo cách cho lắng lớp chất bán dẫn xen kẽ trình cơng nghiệp chuẩn – khơng giống đa số siêu vật liệu chiết suất âm (NIM) khác, chất phải chế tạo chậm chạp cẩn thận từ cấu trúc kim loại phức tạp Đội nghiên cứu tin siêu vật liệu sử dụng để thu nhỏ kích thước hệ thống quang hồng ngoại cồng kềnh nay, cho phép chúng sử dụng cảm biến môi trường y khoa bỏ túi (Nature Materials doi:10.1038/nmat2033)
Siêu vật liệu chiết suất âm cấu trúc nhân tạo đực xử lí kĩ thuật để có chiết suất khúc xạ âm Ánh sáng truyền qua chất bị bẻ cong theo hướng ngược lại với hướng ánh sáng qua chất liệu thường – tính chất ngun tắc sử dụng để chế tạo “áo chồng tàng hình” hay “siêu thấu kính”
(28)nhiều ánh sáng truyền qua chúng thiết kế phức tạp chúng khiến khó chế tạo chúng đủ dày để dùng cho mục đích thực tế
Nay Claire Gmachl đồng trường đại học Princeton, đại học bang Oregon Alcatel-Lucent New Jersey vừa chế tạo loại NIM khác không dựa cộng hưởng kép Thay vậy, có số điện mơi âm dọc theo hướng siêu vật liệu Việc mang lại cho chiết suất âm phạm vi rộng bước sóng, bị thất ánh sáng
Mô cho thấy chiết suất âm ánh sáng hồng ngoại chất bán dẫn xen lớp S hướng dòng lượng (vector Poynting) k hướng mặt sóng truyền
Siêu vật liệu chế tạo cách lắng xen kẽ lớp hai chất bán dẫn - indium gallium arsenide aluminium indium arsenide – lên chất phương pháp mọc ghép chùm phân tử Mỗi lớp siêu vật liệu dày khoảng 80 nm, bề dày nhỏ nhiều so với bước sóng ánh sáng hồng ngoại
Khi ánh sáng hồng ngoại chiếu lên chất liệu, mặt sóng tiếp tục chuyển động qua đại khái hướng Tuy nhiên, “vector Poynting” mơ tả dịng lượng ánh sáng qua chất bị bẻ cong khỏi hướng mặt sóng (xem hình) Sự bẻ cong xảy số điện mơi âm theo hướng vng góc với lớp dương theo hướng song song với lớp
Một chất có lợi cho thiết kế quang học hồng ngoại, thành viên đội nghiên cứu Anthony Hoffman thuộc trường đại học Princeton giải thích “Chất liệu cho phép thiết bị hồng ngoại trung gọn nhẹ có thơng số quang học hồn tồn hộp cơng cụ mình” Đội nghiên cứu cố gắng chế tạo siêu thấu kính từ NIM thu hình ảnh cấu trúc nhỏ bước sóng ánh sáng hồng ngoại, cơng việc khơng thể thực với thấu kính hồng ngoại bình thường
(29)ơng nói thêm chất liệu coi siêu chất liệu chiết suất âm theo ý nghĩa chặt chẽ “Vì hồn tồn khơng đẳng hướng, nên tính chất việc ứng dụng khác với siêu chất liệu chế tạo nhóm khác”
A L Narayan, Hamish Johnston (physicsworld.com, 22/10/2007)
Vén bí mật cuộn dây xoắn
Nếu bạn cẩn thận hạ sợi dây xuống nhà, hình thành nên cuộn dây ngăn nắp Trong đa số người không quan tâm tới điều này, đội nghiên cứu quốc tế gồm nhà vật lí tiến hành loạt thí nghiệm mơ số để nghiên cứu lí giải Cái nhìn họ cuộn xoắn soi ánh sáng lên họ chất liệu quan trọng gọi “các dây đàn hồi”, bao gồm phân tử DNA gia cố cấu trúc tòa nhà (Phys Rev Lett 99 154302)
Neil Ribe trường đại học Paris-7 đồng Iran Hà Lan sử dụng bánh guồng động điện kéo để đưa sợi dây hay bình thường qua lỗ xuống thủy tinh hay giấy nằm bên Tốc độ đẩy xuống khoảng cách bánh guồng thay đổi, cho phép đội nghiên cứu cuộn xoắn phạm vi rộng tốc độ chiều dài rơi Một thí nghiệm thứ hai tương tự khảo sát cuộn xoắn sợi mì ống
Ribe nói với physicsworld.com ban đầu đội nghiên cứu tiến hành điều khiển thí nghiệm phịng thí nghiệm cuộn xoắn việc sử dụng chất khác họ cho phép họ xây dựng nên hiểu biết tồn diện lí giải số dây cuộn lại, số khác khơng
Theo Ribe, kết gây ngạc nhiên cuộn xoắn luôn xảy vài “tần số” khác giá trị cố định tốc độ đẩy khoảng cách rơi Những tần số tương ứng với mode dao động phần phía gần thẳng đứng sợi dây rơi Họ phát thấy cuộn xoắn xảy số tần số dao động bắt gặp với tần số góc mà đầu phía dây quay thành cuộn dây
Đội nghiên cứu mơ tả quan sát họ mơ hình số xem cuộn xoắn tác dụng cân tinh vi lực đàn hồi, lực hấp dẫn lực quán tính tác dụng lên sợi dây Theo Ribe, mơ hình tái tạo chất đa tần số quan sát thấy cuộn xoắn
(30)“Sự phù hợp [giữa thí nghiệm mơ hình số] mang lại tin tưởng cho chất phức tạp nhiều chi tiết lĩnh vực hệ động lực học phi tuyến cao, trái với nhiều mơ khác tính định lượng cao Nhiều nhà vật lí thích chơi với mì ống sau đọc báo này”
Các sợi xuất hàng ngày ví dụ đơn giản sợi đàn hồi – họ vật liệu bao gồm sợi cáp điện, dây leo, DNA dây thép Sợi đàn hồi hoạt động hệ động lực học phi tuyến, hành vi chúng khó hiểu Ribe đồng hi vọng thí nghiệm đơn giản họ mang lại ánh sáng cho chất phức tạp vật liệu thông dụng
Bob Swarup (physicsworld.com, 23/10/2007)
Electron định tới độ xác atto giây
Các nhà nghiên cứu châu Âu vừa phát triển kĩ thuật cho phép họ nghiên cứu chuyển động electron bên chất rắn khoảng thời gian 100 atto giây (10-16s) Trong tiến hành thế, đội nghiên cứu đo thời gian cần thiết cho electron chạm tới bề mặt vật sau chúng bị kích thích ánh sáng laser Thí nghiệm quang phổ học phát xạ quang cho thấy electron dải dẫn xuất có vận tốc gấp đơi electron liên kết (Nature 449 1029)
Lí thuyết Bohr cổ điển nguyên tử tiên đoán electron cần khoảng 150 atto giây (as) để “quay vòng” xung quanh nguyên tử hydrogen Hạt nhân nguyên tử chuyển động chậm nhiều, có nghĩa quang phổ học atto giây dùng để nghiên cứu hành trạng electron nguyên tử bị đông lại thời gian
Trong quang phổ học atto giây chất khí nguyên tử thực thời gian trước đây, thí nghiệm tương tự chất rắn bị giới hạn đến độ phân giải khoảng 10 fs (10-14 s) Nay Ferenc Krausz đồng Viện Quang học Lượng tử Max Planck Garching, Đức, với nhà vật lí trường đại học Đức, Áo Tây Ban Nha vừa đến phương pháp tiến hành quang phổ học atto giây electron phát từ bề mặt chất rắn
(31)Đội nghiên cứu chứng minh tính hiệu kĩ thuật cách nghiên cứu thời gian cần thiết cho electron phát từ mẫu volfram sau hấp thụ photon XUV Họ phát thấy electron thoát khỏi chất hai nhóm riêng biệt cách khoảng thời gian chừng 110 as Bằng cách đo động electron nhóm, Krausz đồng kết luận trước tiên electron dẫn, tiếp sau electron trạng thái liên kết f
Theo đội nghiên cứu, khoảng 20 as trễ phát sinh electron liên kết bị kích thích truyền qua volfram xa electron dẫn bị kích thích, electron liên kết từ nơi sâu bên vật Còn 90 as trễ lại tương ứng với chênh lệch động mong đợi electron liên kết electron dẫn, electron hấp thụ photon XUV
Khoảng thời gian atto giây giới hạn tuyệt đối mức độ nhanh mà dụng cụ điện tử hoạt động Kết mạch điện tử nhỏ xíu kích thước vài ba ngun tử có thể, ngun tắc, bật tắt dòng điện tần petahertz (1015), nhanh xử lí gần triệu lần Tuy nhiên, người ta biết việc làm electron thực chuyển động qua mạch điện - lí Krausz đồng tin kĩ thuật họ giữ vai trị đáng kể phát triển cơng nghệ điện tử học tương lai
Hamish Johnston (24/10/2007)
Đồng vị đẩy “đường nhỏ giọt” lên cao
Các nhà vật lí hạt nhân từ lâu biết tạo đồng vị cách cố nhồi nhét nhiều neutron tốt vào chúng Nhưng có giới hạn số lượng neutron ép vào hạt nhân có số lượng proton định Trong giới hạn này, hay “đường nhỏ giọt”, biết rõ hạt nhân nhỏ, trở nên xác định bạn đến số proton (oxygen) hay lớn Nay nhà nghiên cứu Mĩ vừa phát hai đồng vị giàu neutron magnesium nhôm đẩy đường nhỏ giọt biết lên cao nhiều (Nature 449
1022)
(32)Mặc dù magnesium-40 tiên đốn tồn từ hai mơ hình lí thuyết “tồn cầu” tốt nhất, mơ hình giọt chất lỏng phạm vi hạn chế bán cổ điển (FRDM), sử dụng mơ tả bán cổ điển đóng góp vĩ mơ cho lượng liên kết hạt nhân mơ hình Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB), mơ hình lượng tử Tuy nhiên, hai mơ hình khơng tiên đốn tồn đồng vị nhôm-42 liên kết chế liên kết đồng vị nhôm-42 khơng hiểu rõ “Cái nhìn thấy [nhơm-42] thật gây ngạc nhiên, thường liên kết đường nhỏ giọt xảy với số neutron chẵn”, Michael Thoennessen, giám đốc Khoa học Hạt nhân NSCL nói
Đội nghiên cứu phát dấu hiệu đồng vị nhơm-43 cịn nặng Thật vậy, biến thể mơ hình FSB, gọi FSB-9, cho đồng vị nhơm-48 tồn tại, với 13 proton 35 neutron Tuy nhiên, tổ hợp thực nghiệm khảo sát giới hạn đường nhỏ giọt sửa đổi phía hạt nhân nặng nhơm-48, ngun tố giàu neutron nặng phải sử dụng phương pháp bắn vỡ thay cho calcium-48, nên hạt nhân vỡ từ mảnh đạn chứa nhiều neutron “Chúng ta cần đến hệ máy gia tốc để xác định đường nhỏ giọt cho nhôm nguyên tố khác nặng silicon phosphorous”, Thoennessen nói Một hội đến từ Phịng thí nghiệm Chùm đồng vị vơ tuyến (RIBF) RIKEN Nhật Bản, thiết bị bắt đầu hoạt động hồi đầu năm
Michael Banks (physicsworld.com, 25/10/2007)
Trung Quốc phóng tàu lên Mặt Trăng
Trung Quốc vừa phóng sứ mệnh lên Mặt Trăng nỗ lực nhằm lập đồ đặc trưng địa chất chủ yếu bề mặt Mặt Trăng thu thập thông tin đồng vị phóng xạ Phi thuyền bay xung quanh Mặt Trăng phi thuyền thứ bốn giai đoạn theo kế hoạch cuối nhìn thấy Trung Quốc hạ cánh máy thăm dò robot lên Mặt Trăng vào năm 2020
Vệ tinh đặt tên Hằng Nga 1, phóng lên vào ngày hơm qua từ trung tâm Xichang tính Tứ Xuyên, tây nam Trung Quốc
Nặng 2300 kg, phi thuyền mang theo nhiều thiết bị đa dạng giúp đồ bề mặt Mặt Trăng, có camera CCD giao thoa kế ghi ảnh Sự có mặt đồng vị phóng xạ bề mặt Mặt Trăng phát quang phổ kế tia gamma máy dò hạt lượng cao Hằng Nga hoạt động 200 km phía Mặt Trăng theo quỹ đạo tròn tầm thấp tiến hành phép đo năm
(33)hiện quỹ đạo xung quanh Mặt Trăng Ấn Độ có kế hoạch phóng vệ tinh vào đầu năm tới với mục tiêu vẽ lại đồ ba chiều độ phân giải cao bề mặt Mặt Trăng
Michael Banks (physicsworld.com, 25/10/2007)
Ănten nano làm tập trung ánh sáng laser
Bạn cần bạn kết hợp laser thác lượng tử với ănten quang học Câu trả lời, theo nhà nghiên cứu Mĩ, dụng cụ bỏ túi phát đốm sáng cực nhỏ dùng để ghi ản virus hay sợi DNA với độ phân giải cao nhiều so với kính hiển vi (Appl Phys Lett 91 173113)
Nhiều cấu trúc bên tế bào sống có kích thước nanomét nhà sinh vật học thiết tha muốn có kính hiển vi để bàn phân tích mẫu vật độ phân giải hàng trăm nanomét nhỏ Tuy nhiên, độ phân giải không gian kính hiển vi thường dùng ln ln lớn bước sóng ánh sáng sử dụng – bước sóng thường vào khoảng vài micro mét kính hiển vi hồng ngoại biến đổi Fourier đại
Nay Federico Capasso đại học Harvard Phịng thí nghiệm Aligent tiến hành phương pháp làm tập trung ánh sáng hồng ngoại từ laser thác lượng tử vào đốm kích thước 100 nm hay nhỏ Một đốm có thể, nguyên tắc, quét qua vật để tạo ảnh với độ phân giải kích thước nano
Laser thác lượng tử sử dụng nhiều lớp xen kẽ chất bán dẫn khe dẫn cao thấp để tạo loạt “bẫy” electron hay giếng Các mức lượng giếng làm cho electron “đổ thác” qua dụng cụ đó, phát photon bậc Không giống laser bán dẫn thông thường, laser thác lượng tử điều chỉnh đến phạm vi rộng bước sóng phát ra, thích hợp lí tưởng cho hoạt động vùng bước sóng hồng ngoại trung cho ứng dụng hóa sinh học
Theo Capasso, người đồng phát minh laser thác lượng tử, bí làm tập trung ánh sáng thêm vào laser ănten quang học Một ănten gồm có hai vàng nhỏ đặt nối nhau, cách khe nhỏ xíu Điện trường ánh sáng laser làm cho electron dao động tích lũy hai đầu khe Hiện tượng tạo đốm sáng mạnh khe, ánh sáng nguyên tắc đem chiếu lên vật
Đội nghiên cứu đặt ănten lên hai laser thác lượng tử có bước sóng phát xạ
µm µm Trong trường hợp, họ quan sát thấy đốm quang học sắc nét, đốm có kích thước so sánh với khe ănten (tương ứng 100 nm 70 nm) “Kính hiển vi giao thoa biến đổi Fourier tiêu biểu có độ phân giải khơng gian 10-20
(34)Phần màu xám ảnh qua kính hiển vi điện tử mặt laser thác lượng tử với ănten gắn (hình chữ nhật đen) Phần ảnh màu hình ảnh ghi địa hình qua kính hiển vi lực nguyên tử ănten Phần ảnh màu phía trái hình ảnh quang học thu với
một kính hiển vi quang học quét trường gần, cho thấy đốm sáng định vị mức độ cao bên khe ănten
Theo lời Capasso nói với physicsworld.com việc chế tạo kính hiển vi từ laser thác lượng tử cải tiến bước Sự định vị ánh sáng khe hiệu ứng “trường gần” Để sử dụng ánh sáng cho ghi ảnh hay quang phổ kế, cần phải mang mẫu vật tới gần khe
Paula Gould (physicsworld.com, 26/10/2007)
Dấu hiệu siêu rắn
Bằng chứng nâng lên cho tồn trạng thái lạ vật chất gọi “siêu rắn”, phần nhỏ helium siêu lạnh tách riêng khỏi phần lại chất rắn chảy dễ dàng qua chất thể chúng Mặc dù dấu hiệu rõ ràng siêu chất rắn tìm thấy hồi ba năm trước Moses Chan đồng trường đại học bang Pennsylvania Mĩ, nghiên cứu sau đặt nghi ngờ lên kết Tuy nhiên, Chan đo nhiệt đặc trưng vài mẫu helium-4 tìm thấy cực đại liệu mà ông cho dấu hiệu “chắc hẳn” pha siêu rắn (Nature
449 1025)
(35)các khoảng trống xử thực thể kết hợp, qua phần lại chất rắn giống chất siêu lỏng
Năm 2004, Chan sinh viên tốt nghiệp ông Eun-Seong Kim tìm thấy chứng cho siêu chất rắn dao động tử xoắn, gồm tế bào hình trụ chứa đầy helium-4 áp suất cao Tế bào đó, treo lơ lửng thanh, quay tới lui làm lạnh Khi nhiệt độ đạt tới khoảng 200 mK, nhà nghiên cứu nhìn thấy thay đổi đột ngột chu kì dao động tế bào, họ giải thích chứng 1% helium “tách riêng ra” khỏi helium-4 rắn không dao động
Mặc dù xem dấu hiệu siêu chất rắn, thí nghiệm sau Chan người khác thực cho thấy nhiệt độ tách riêng phần trăm tách riêng thay đổi đáng kể thay mẫu mẫu khác Điều khiến số nhà vật lí cho hiệu ứng quan sát thấy khơng phải khoảng trống hóa đặc gây ra, mà dòng helium siêu lỏng chảy dọc theo ranh giới hạt mẫu đa tinh thể, biến đổi sang pha “siêu thủy tinh” Hồi đầu năm nay, Chan đồng lặp lại thí nghiệm xoắn họ đơn tinh thể helium-4 – loại khơng có ranh giới hạt Lần tách xảy nhiệt độ thấp hơn, khoảng 75 mK, có 0,3% mẫu tách riêng – chứng mạnh mẽ từ trước tới cho thấy khoảng trống trở thành siêu chất lỏng
(36)Nay Chan đồng đo nhiệt đặc trưng - lượng cần thiết để làm thay đổi nhiệt độ chất – vài mẫu helium-4 Họ tìm thấy cực đại nhiệt đặc trưng khoảng 75 mK, họ kết luận dấu hiệu “chắc hẳn” pha siêu rắn “Nếu có biến đổi pha thật từ chất rắn thông thường sang pha siêu rắn, phải có dấu hiệu nhiệt động lực học, ví dụ cực đại nhiệt đặc trưng heium rắn”, Chan giải thích Tuy nhiên, thí nghiệm khơng thiết kế để đo tách riêng đồng thời khối lượng, đội nghiên cứu khơng thể chắn cực đại có liên quan tới siêu chất rắn hay không
Đội nghiên cứu tìm thấy phụ thuộc nhiệt độ nhiệt đặc trưng không phù hợp mong đợi trạng thái thủy tinh hình thành chất rắn – bác bỏ lời giải thích siêu thủy tinh cho tách riêng
Cực đại nhiệt dung cho thấy trạng thái siêu rắn xuất biến đổi pha loại hay biến đổi pha liên tục – giống hệt siêu chất lỏng “Không có trí lí thuyết chất pha siêu rắn”, Chan nói, “[nhưng] dựa kiến thức siêu chất lỏng, biến đổi có khả loại thứ hai, loại thứ nhất”
Chan nói với physicsworld.com đội nghiên cứu nhập thêm nhiệt kế nhạy vào thiết bị họ, chúng mang lại cho họ hình dung tốt hình dạng xác cực đại Bằng cách phân tích cực đại đó, đội nghiên cứu thu hiểu biết tốt chất biến đổi pha Chan hăng hái tìm kiếm dấu hiệu khác siêu chất rắn, ví dụ “âm loại hai”, tức tăng ngoạn mục dẫn nhiệt chất trở thành siêu lỏng
Hamish Johnston (physicsworld.com, 25/10/2007)
Vũ trụ ban sơ có “bố cục” khơng ?
Một đốm lạnh bí ẩn xạ vi sóng vũ trụ khiếm khuyết vũ trụ gọi tên “bố cục” cịn sót lại từ hậu Big Bang, theo lời nhà vật lí Tây Ban Nha Anh Nếu xác nhận, tồn tính chất đốm mang đến cho nhà vật lí cánh cửa vơ song nhìn vào vũ trụ sơ khai cho phép họ kiểm tra lí thuyết khác nhằm thống lực tự nhiên (Science DOI: 10.1126/science.1148694)
(37)Trong CMB đồng cách rõ rệt, chứa đốm lạnh tỉ năm ánh sáng bề ngang Đốm lần nhìn thấy ảnh vệ tinh WMAP NASA chụp vào năm 2004, lập đồ dao động nhỏ xíu nhiệt độ CMB Những khả khác đề xuất, ví dụ ảnh hưởng thiết bị, nhiễu tiền cảnh từ phía Dải Ngân hà, ảnh hưởng vũ trụ quay khoảng trống khổng lồ thiên hà – n khơng có đề xuất thật có sức thuyết phục
Nay, Marcos Cruz, Patricio Vielva Enrique Martínez-González Viện Vật lí Cantabria (IFCA), Tây Ban Nha, Neil Turok Michael Hobson, đại học Cambridge, tin lời giải thích tốt cho đốm lạnh tìm thấy kiện xảy vũ trụ sơ khai
Đội nghiên cứu cho vũ trụ dãn nở lạnh sau Big Bang, chịu loạt biến đổi pha, giống nước đông đặc thành băng tuyết Những chuyển đổi tương ứng với phá vỡ đối xứng xảy hạt lực tự nhiên tách từ chất thống vũ trụ sơ khai Điều quan trọng là, giống hệt không thẳng hàng xảy kết tinh nước dẫn tới khiếm khuyết nhìn thấy đốm bẩn băng, không thẳng hàng khn mẫu phá vỡ đối xứng hình thành nên khiếm khuyết vũ trụ
“Phụ thuộc vào chất đối xứng bị phá vỡ, loại khiếm khuyết khác hình thành, ví dụ dây vũ trụ”, Hobson giải thích “Cơng trình chúng tơi khảo sát khả lí thú đốm lạnh có mặt bố cục vũ trụ - vật ba chiều giống gút lượng có chiều ngang từ vài mili mét đến nhiều năm ánh sáng”
Các gút tiên đoán co lại tháo rời ra, tập trung khối lượng vào vùng co lại nhanh chóng tạo trường hấp dẫn mạnh hút vật chất gần Trường hấp dẫn ảnh hưởng tới lượng photon CMB truyền qua bố cục, dẫn tới đốm lạnh CMB
Nếu xác nhận, khiếm khuyết vũ trụ mang lại thông tin vô giá cách thức lực hạt tiến hóa vũ trụ sơ khai Hơn nữa, cho phép nhà vũ trụ học nghiên cứu trình vật lí xảy lượng cao phổ biến thời hậu Big Bang, chúng nằm xa ngồi tầm với thí nghiệm vật lí hạt mặt đất
(38)“Giả thuyết bố cục lời giải thích có sức thuyết phục cho đốm lạnh, cịn lâu thuyết phục được”, theo lời Jason McEwen, nhà thiên văn vật lí đại học Cambridge, người khơng tham gia vào nghiên cứu “Một khía cạnh hứa hẹn phép kiểm tra thực quan sát tương lai phân cực CMB Nếu đốm lạnh hóa thật bố cục, có khám phá mang tính cách mạng, khảo sát lượng cao nhà vật lí nghiên cứu từ trước đến mở rộng hiểu biết vũ trụ sơ khai”
Bob Swarup (physicsworld.com, 30/10/2007) hiepkhachquay dịch An Minh, ngày 31/10/2007, 9:00:38 PM
Tài liệu download http://www.thuvienvatly.com