Ban tin vat ly thang 11 nam 2007

Các nhà nghiên cứu đã lập mô hình nhiều tần số đa dạng sẽ được tạo ra trong các va chạm electron-photon như một “định luật hàm mũ”, và nhận thấy bằng việc điều chỉnh kích thước số mũ v[r]

BẢN TIN VẬT LÍ THÁNG 11/2007

hiepkhachquay thực

Tài liệu download http://www.thuvienvatly.com

Kính hiển vi quét đường hầm hoạt động nhanh

Kính hiển vi quét đường hầm thơng thường (STM) có khả thu thập hình nhanh gấp 100 lần so với từ trước đến nhờ cải tiến đơn giản khéo léo nhà vật lí Mĩ Đội nghiên cứu thêm mạch điện tần số vô tuyến thiết kế đặc biệt vào STM có, cho phép hoạt động 10 MHz Kính hiển vi RF-STM giúp nhà nghiên cứu thu hiểu biết tốt cách thức chuyển động nguyên tử electron bên chất rắn (Nature 450 85)

STM có mặt 25 năm sử dụng đặn để thu nhận hình ảnh cấp độ nguyên tử STM hoạt động cách đo dòng điện tạo electron chúng chui hầm từ vật dẫn sang đầu mũi khảo sát sắc nhọn kính hiển vi Tuy nhiên, trở ngại lớn STM chúng bị hạn chế độ phân giải thời gian mình, hay dải thơng, đến tần số khoảng 10 kHz điện dung tản lạc mạch điện đọc dòng điện chui hầm Những thành phần “kí sinh” xuất ta khuếch đại tín hiệu dịng điện nhỏ xíu để chúng đọc được, làm giảm dải thơng hình thành ngắn mạch tần số cao

Kamil Ekinci đồng trường đại học Boston đại học Cornell vừa thành công việc tăng dải thông lên 10 MHz – cải tiến gấp 100 lần Các nhà nghiên cứu thực việc cách kết hợp mạch cộng hưởng cảm-dung vào STM vô hiệu hóa thành phần kí sinh cho phép thay đổi dòng điện chui hầm đến giá trị đo khoảng thời gian ngắn nhiều so với trước

Ảnh chụp qua RF-STM bậc kích thước nguyên tử mặt graphite nhiệt phân định hướng cao: Diện tích qt 205 nm × 205 nm, ảnh thu chừng s, với điện trở chui hầm

“Thuận lợi chủ yếu chúng tơi truy xuất ‘thành phần tín hiệu cao tần’ dịng điện chui hầm”, Ekinci nói với physicsworld.com “Điều có nghĩa dòng điện biến thiên mức thời gian nhanh chóng phát Dải thơng lớn cho phép nhìn thấy tín hiệu nhanh này”

Kĩ thuật cho phép hai loại ứng dụng lạ: phép đo nhiệt độ nhanh chuyển động/vị trí cấp độ nanomét “Các nhà nghiên cứu có lẽ muốn thay đổi cấu hình STM có họ kĩ thuật chúng tôi, kĩ thuật có phần dễ thực hiện”, Ekinci đề nghị “Cơng cụ hữu ích cho người nghiên cứu chất kì lạ chất siêu dẫn chẳng hạn, chúng thực số phép đo tiến hành trước Kĩ thuật có ích vào lúc cho nghiên cứu dịng spin electron có khả cho phép phép đo vị trí bị hạn chế lượng tử Danh sách kéo dài thêm”

Đội Ekinci chế tạo hệ RF-STM họ điều khiển tốt điều kiện nhiệt độ chân bên kính hiển vi “Một điều thực hiện, cơng cụ mạnh mẽ mà sử dụng thí nghiệm”, ơng nói thêm

Belle Dumé (physicsworld.com, 31/10/2007)

Chất chiết suất âm làm ngắt/mở ánh sáng

Một trở ngại gọi siêu chất liệu chiết suất âm (NIM) chúng có xu hướng hấp thụ nhiều ánh sáng hồng ngoại qua chúng Một đội nghiên cứu người Mĩ vừa làm chuyển thiếu sót thành lợi chúng, sử dụng để thiết kế loại công tắc quang – hay điều biến – hứa hẹn nhanh chắn dụng cụ có (App Phys Lett 91 173175)

Các nhà nghiên cứu, đến từ Phịng thí nghiệm Hewlett-Packard Palo Alto, trường đại học California, Berkeley, khẳng định lần điều biến quang học nhìn thấy NIM bước sóng hồng ngoại gần

Đội nghiên cứu đặt điều biến họ lên NIM “lưới đánh cá”, cấu trúc biết có số điện mơi âm độ từ thẩm âm ánh sáng hồng ngoại bước sóng định Đồng thời nguyên nhân gây khúc xạ âm ánh sáng, “bộ cộng hưởng kép” ảnh hưởng tới lượng ánh sáng mà NIM truyền qua

“Đây cấu trúc cộng hưởng bản”, Shih-Yuan Wang, người đứng đầu nghiên cứu Hewlett-Packard nói Sự cộng hưởng từ liên quan tới cấu trúc kẹp nhiều lớp, cộng hưởng điện dây bắt chéo gây

Dụng cụ sau nghiên cứu cách chiếu hai chùm laser lên Một chùm laser hồng ngoại bước sóng 1700 nm chiếu qua dụng cụ xem ánh sáng truyền qua Chùm thứ hai laser khả kiến bước sóng 532 nm dùng để điều khiển truyền ánh sáng hồng ngoại

Laser khả kiến điều khiển truyền hồng ngoại việc tạo cặp electron-lỗ trống lớp silicon, có mặt chúng gây lệch nhỏ bước sóng mà cộng hưởng xảy Kết tăng 50% lượng ánh sáng hồng ngoại truyền qua dụng cụ laser khả kiến mở

Độ thay đổi 50% đủ để chế tạo điều biến sử dụng được, Wang nói, ơng tin tương phản 90% có với cải tiến cấu trúc Hơn nữa, lặp lại thí nghiệm sử dụng xung laser ngắn, đội nghiên cứu nhận thấy chất liệu bật tắt khoảng thời gian ngắn cỡ 58 ps – số bị giới hạn thời gian cần thiết cho electron lỗ trống phản ứng với ánh sáng laser Điều có nghĩa điều biến bật tắt nhanh, tốc độ vào chục gigahertz dụng cụ điện Wang tin 100 GHz với dụng cụ tối ưu hóa Tốc độ nhanh nhiều so với điều biến thương mại có sẵn

Bộ điều biến họ hoạt động phần hồng ngoại gần quang phổ, khiến ứng cử viên tốt cho việc sử dụng dụng cụ truyền thông quang học “Đối thủ gần gũi điều biến hấp thụ điện”, Wang nói “Nhưng với điều biến đó, bạn bị hạn chế với độ rộng khe bán dẫn mà bạn sử dụng Với cấu trúc chúng tơi, thiết kế với bước sóng thay đổi kích thước mẫu bắt chéo”

Tuy nhiên, cịn có nhiều việc phải làm Bộ điều biến bơm quang học dạng thức nó; dụng cụ sử dụng yêu cầu kích hoạt điện

Pauline Rigby (physicsworld.com, 31/10/2007)

Đạn nảy khỏi ống nano

Robot cảnh sát sớm khỏi vương quốc truyện khoa học viễn tưởng nhờ vào chất liệu chống đạn kĩ sư Australia đề xuất Theo mơ máy tính đội nghiên cứu thực hiện, đạn không xâm nhập với áo lót chế tạo từ chất liệu đó, nảy dễ dàng khỏi áo độ đàn hồi cao ống nano Các nhà nghiên cứu khẳng định chất đó, từ trước đến chưa chế tạo, cải tiến lớn cho quần áo chống đạn có ngăn khơng cho đạn thâm nhập cách làm phân tán lực viên đạn – gây tổn thương nghiêm trọng (Nanotechnology 18 475701)

Sydney vừa ống nano chống lại viên đạn chuyển động nhanh cách làm bật lại lực chúng Mô cho thấy ống nano ngăn phá hủy va chạm đạn liên tục, tính chất quan trọng chúng sử dụng áo giáp

Các vị kĩ sư Australia thu kết họ cách mô hành vi ống nano carbon thành đơn cố định hai đầu va chạm với “viên đạn nhỏ xíu” cấu thành từ kim cương Đạn có tốc độ từ 1000 đến 3500 m/s bắn vng góc với trục ống nano Các nhà nghiên cứu khảo sát mối quan hệ bán kính ống nano, vị trí nơi viên đạn va chạm, tốc độ lượng hấp thụ ống nano

Mô động lực ống nano carbon bị đưa vào va chạm đạn: (a) mơ hình ban đầu, (b) ống nano bị biến dạng mức hấp thụ lượng cực đại

Mylvaganam Zhang nhận thấy ống nano chống tốc độ đạn lên tới 2000 m/s, sau nhiều va chạm (Để so sánh, tốc độ đạn súng trường đạt tới 1500 m/s đa số đạn súng có nịng đạt tốc độ 1000 m/s) Ở ống nano nơi đàn hồi mạnh

Bộ đơi nghiên cứu nói áo giáp chống đạn chế tạo “chỉ sợi” ống nano Ở đây, ống nano carbon quay thành sợi, sử dụng kĩ thuật gọi quay điện Các nhà nghiên cứu tính áo giáp dày 600 micron cấu thành từ lớp 100 micron làm bật trở viên đạn có động đến lên tới 300 Joule – động tiêu biểu đạn súng cầm tay

Những áo lót tốt quần áo chống đạn thường chế tạo từ nhiều lớp sợi Kevlar, Twaron Dyneema Mặc dù chúng ngăn không cho đạn thâm nhập, chúng thực việc cách làm tiêu tan lực diện tích lớn viên đạn, nên có khả gây thương tổn gọi chấn thương lực tù Những chấn thương bao gồm từ vết thâm tím dội phá hủy quan nghiêm trọng Mức độ dự trữ lượng đàn hồi cao ống nano carbon có nghĩa chấn thương tránh

Mặc dù nghiên cứu mang tính lí thuyết, cơng trình nghiên cứu trước nhiều nhóm khắp giới thực cho thấy ống nano thật quay thành sợi Cho nên bước cho thật muốn chế tạo nguyên mẫu áo lót

Bộ cảm biến từ khảo sát não

Các nhà vật lí Mĩ vừa phát triển dụng cụ di động nhỏ xíu đủ nhạy để phát từ trường từ tín hiệu điện bên não Gồm tế bào chứa đầy nguyên tử rubidium, cảm biến phát biến thiên từ trường nhỏ cỡ 70 fT – khoảng phần tỉ từ trường Trái Đất (Nature Photonics 649)

Mặc dù 70 fT chưa phải tốt từ kế giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUID), chúng phát thay đổi nhỏ cỡ fT, cảm biến hoạt động nhiệt độ phòng Đây thuận lợi so với SQUID, chúng phải làm lạnh tới gần không độ tuyệt đối đạt tới độ nhạy thế, khiến cho chúng khó sử dụng đắt tiền

Nguyên mẫu cảm biến chế tạo John Kitching đồng Viện Tiêu chuẩn Công nghệ quốc gia (NIST) Boulder, Colorado, Mĩ Nó gồm tế bào mm3 chứa đầy khí kim loại kiềm, ví dụ khí nguyên tử rubidium, đối tượng nhạy với thay đổi từ trường nhỏ

Khi gửi ánh sáng laser phân cực trịn vào tế bào, tồn ánh sáng truyền qua spin nguyên tử rubidium định hướng Nhưng đặt vật gần tế bào, từ trường làm cho spin khơng cịn thẳng hàng với – nguyên tử hấp thụ phần ánh sáng laser Lượng ánh sáng bị hấp thụ phụ thuộc vào độ mạnh từ trường

Tuy nhiên, để hệ di động thật sự, tế bào phải đóng gói với quang học thu nhỏ máy dị ánh sáng Nhưng khơng u cầu thiết bị làm lạnh giống từ kế SQUID, nên có hoạt động pin dùng lĩnh vực điều khiển từ xa, ví dụ sân bay, để phát từ trường sinh từ vật kim loại ví dụ bom

Những ứng dụng tức thời bao gồm việc lập biểu đồ khơng xâm lấn tín hiệu điện phát từ não từ tim trẻ chưa sinh Thật vậy, nhóm nghiên cứu NIST sử dụng nguyên mẫu thiết bị phát tín hiệu từ phát từ tim chuột họ hi vọng nâng độ nhạy lên 10 T để dùng lập biểu đồ chức não

Michael Banks (physicsword.com, 01/11/2007)

Các nguyên tử nặng làm giảm ma sát cấp độ nano

Ma sát hai vật trượt liên quan tới chuyển hóa động thành nhiệt, dao động nguyên tử cấu thành nên chất liệu Robert Carpick thuộc trường đại học Pennsylvania đồng vừa thu nhìn cách thức xảy chuyển hóa cách trượt đầu dị kính hiển vi lực nguyên tử (ATM) dọc theo bề mặt kim cương đơn tinh thể silicon Họ đo lực ma sát đầu dò bề mặt phủ lớp nguyên tử hydrogen deuterium Deuterium có tính chất hóa học hydrogen nặng gấp đôi – cho phép đội nghiên cứu ảnh hưởng khối lượng nguyên tử lên ma sát mà lo ngại hệ hóa học

Nhóm nghiên cứu, bao gồm nhà nghiên cứu đến từ trường đại học Wisconsin-Madison đại học Houston, nhận thấy khối lượng nguyên tử ranh giới bề mặt lớn (trong trường hợp deuterium), mát lượng thông qua ma sát thấp “Khối lượng nguyên tử lớn deuterium mang lại tần số dao động tự nhiên nguyên tử thấp hơn”, Carpick giải thích “Những nguyên tử va chạm thường xun với đầu dị trượt lượng bị tiêu tan khỏi chỗ tiếp xúc tốc độ thấp hơn”

Buồng lắng hóa học dây tóc nóng (CVD) dùng để đặt deuterium hydrogen lên bề mặt kim cương

nguyên tử nhẹ hấp thụ lượng nhanh so với nguyên tử nặng

Kết mang lại hiểu biết ma sát, thứ thiếu mơ hình tồn diện “Chúng ta biết làm số tính chất – ví dụ tính bám dính, tính gồ ghề, độ cứng vật liệu – góp phần gây ma sát vài cấp độ chiều dài, nghiên cứu cho thấy tượng cấp độ nguyên tử thật thật đóng vai trị có ý nghĩa”, theo lời thành viên đội nghiên cứu, Matthew Brukman, làm việc đại học Pennsylvania

Belle Dumé (physicsworld.com, 01/11/2007)

Điều khiển spin điện trường

Các nhà nghiên cứu Hà Lan cho biết người ta điều khiển spin electron riêng lẻ cách sử dụng điện trường từ trường, trường hợp thông thường Đột phá mang lại ứng dụng tiềm cho cơng nghệ spin tính tốn lượng tử (Science DOI: 10.1126/science.1148092)

Công nghệ spin lĩnh vực nghiên cứu phát triển khai thác spin điện tích electron Nó sử dụng để làm tăng lượng liệu lưu trữ ổ đĩa cứng ngày hình thành nên sở máy tính lượng tử thực tế tiến hành tính tốn cách điều khiển spin electron

Một yếu tố then chốt công nghệ spin khả đảo spin electron từ trạng thái up sang trạng thái down Trong cơng trình mới, đội nghiên cứu đứng đầu Lieven Vandersypen Viện Công nghệ Nano Kavli trường đại học Công nghệ Delft, cho lắng cổng vàng kim loại lên chất gallium arsenide, tạo vùng nhỏ có electron cư trú Sau nhà nghiên cứu sử dụng gọi “chấm lượng tử” điều chỉnh spin electron theo kiểu điều khiển

Mặc dù trước nhà nghiên cứu làm đảo spin electron bị nhốt chấm lượng tử cách áp đặt từ trường, thật khơng dễ dàng làm phát sinh từ trường cục chip đủ mạnh để làm quay spin “Việc điều chỉnh dãy spin riêng lẻ thực được”, Vandersypen nói

Trong thí nghiệm họ, đội nghiên cứu sử dụng hai chấm lượng tử, chấm cách µm Nếu spin hai chấm song song nhau, hai electron nhảy từ chấm sang chấm ngun lí loại trừ Pauli Tuy nhiên, việc đặt vào từ trường làm cho hai spin quay

dạng sin lập đồ thị thời gian mà từ trường đặt vào Gọi tên dao động Rabi, kết chứng tỏ họ điều khiển quay spin

Cơ chế điều khiển điện trường điều khiển spin electron nằm tương tác spin quỹ đạo Khi electron quay xung quanh hạt nhân, tạo từ trường làm biến đổi moment từ riêng cho, hệ quy chiếu nghỉ electron, điện trường xuất giống từ trường Đội nghiên cứu tính ghép đơi từ điện trường gallium arsenide với spin electron riêng lẻ bên chấm lượng tử đủ mạnh để làm thay đổi hướng spin đặt vào điện trường

Chỉ người ta điều khiển spin riêng lẻ chấm lượng tử thơng qua điện trường cục hóa, nhà nghiên cứu Delft lên kế hoạch tạo dãy chấm lượng tử trạng thái spin electron điều khiển Họ có kế hoạch sử dụng dãy hình thành nên spin ghép đôi điều khiển được, tượng đặt tảng cho việc tạo trạng thái rối electron

Michael Banks (physicsworld.com, 03/11/2007)

Các que nhỏ xíu tự lái

Nhiều sinh vật nhỏ xíu vi khuẩn tự đẩy chúng phía thức ăn hay khỏi chất độc q trình gọi hướng hóa chất Nay nhà nghiên cứu Mĩ vừa tạo que kim loại nhỏ xíu thực thể phi sinh vật biểu hành vi cách “bơi” phía vùng dung dịch có mức độ tập trung cao hóa chất định Đội nghiên cứu tin hiệu ứng ngày có ứng dụng bao gồm từ việc phát hóa chất việc lắp ráp cấu trúc nhỏ xíu (Phys Rev Lett 99 178103)

Hướng hóa chất xu hướng số thể sống chuyển động để phản ứng lại gradient độ tập trung hóa chất, hướng chất thu hút hướng khỏi chất đẩy Trong hệ phi sinh vật, tính hướng hóa chất hữu ích việc điều khiển chuyển động hạt nhỏ chất lỏng hay lắp ghép tập hợp hạt thành cấu trúc nano – không cần áp dụng điện trường hay từ trường bên ngồi Tính hướng hóa chất phi sinh vật dùng để tìm kiếm có mặt chất định môi trường đối địch với thể sống

Sau khoảng 110 giờ, đội nghiên cứu lưu ý thấy 70% que tích góp sang chất gel Theo nhà nghiên cứu, chuyển động xảy hydrogen peroxide chịu phản ứng hóa học khác đầu vàng đầu bạch kim que Họ nói, tượng lái chất lỏng dọc theo que làm cho chuyển động Tốc độ hạt tăng theo tập trung cục hydrogen peroxide thứ trung bình que bị “hút” phía gel – biểu thấy rõ đơn giản tính hướng hóa chất

Ảnh chụp lúc 110, 38 0,7 thí nghiệm hướng hóa chất: Các que kim loại nhìn thấy tập hợp phía gel (thấm 30% hydrogen peroxide), chúng có mặt phần bên trái

của hình

Sen nói với physicsworld.com thí nghiệm cho thấy, nguyên tắc, “chế tạo động nano ‘từ vết xước’ bắt chước động sinh học cách sử dụng phản ứng xúc tác để tạo lực” Sen đồng nghiên cứu việc sử dụng ánh sáng điều khiển phản ứng quang xúc tác mặt que nhại theo “tính hướng sáng” – nhờ mà sinh vật chuyển dời theo thay đổi mức độ sáng Điều cho phép ánh sáng sử dụng để tạo xếp phức tạp hạt

Ramin Golestanian, nhà vật lí trường đại học Sheffield, Anh, người nghiên cứu hệ đẩy nano tương tự nói với physicsworld.com đội nghiên cứu bang Penn nêu ra”một vấn đề bản” mà người thiết kế động bơi nhỏ xíu đối mặt – làm để lái chúng Theo Golestanian, tính hướng hóa chất lời giải tự nhiên cho tốn lái thích hợp cho nhà công nghệ nano học “đưa cảm xúc [của họ] khỏi chế sinh vật học”

André Brown (physicsworld.com, 06/11/2007)

Va chạm vũ trụ giải thích khơng cần vật chất tối

Nằm cách ba tỉ năm ánh sáng, cụm Bullet gồm cụm rẽ qua cụm lớn tốc độ sáu triệu dặm Trong va chạm thế, qua có ảnh hưởng lên đồng thời chất khí nóng chậm dần

Để xem khối lượng phân bố cụm Bullet, nhà khoa học xem xét cách xử “thấu kính hấp dẫn” bẻ cong đường ánh sáng truyền qua Năm 2006, nhà thiên văn vật lí lưu ý ánh sáng tia X phát từ thiên hà xa truyền qua cụm Bullet tới Trái Đất bị bẻ cong nhiều thiên hà nhỏ mặt bên chất khí nóng thống trị vùng trung tâm, chúng đại diện cho đa số vật chất thông thường Điều ám có thành phần khối lượng không liên quan tới vật chất thông thường, đưa nhiều nhà vật lí tới chỗ hoan nghênh chứng mạnh mẽ cho vật chất tối Giả sử lí thuyết thơng thường hấp dẫn đúng, vật chất tối tiên đốn chiếm khoảng 95% tồn khối lượng hấp dẫn vũ trụ

John Moffat Joel Brownstein cho phân bố khối lượng cụm Bullet giải thích cách sửa đổi thuyết tương đối rộng Einstein, không cần đưa thêm vật chất tối vào

Tuy nhiên, Moffat Brownstein cho MOG mang lại lời giải thích tự nhiên cách loại bỏ yêu cầu bao hàm vật chất tối bí ẩn Về MOG đưa thêm điều kiện vào thuyết hấp dẫn Einstein – thuyết tương đối rộng – cho phép số hấp dẫn G biến thiên theo không gian thời gian Các nhà nghiên cứu mơ phân bố khí nóng lí thuyết MOG họ, nhận thấy lực hấp dẫn mạnh bạn xa trung tâm cụm Bullet, giải thích tụ mạnh nhìn thấy vùng rìa

Những người khác hồi nghi “Dứt khốt tơi khơng đồng ý với kết luận họ”, theo lời Doug Clowe trường đại học Ohio, nhà nghiên cứu thu thập liệu thấu kính hấp dẫn ban đầu từ cụm Bullet, nói với physicsworld.com “Sự dựng lại thấu kính họ khơng phù hợp với dựng lại thấu kính cụm thiên hà Khẳng định họ khác biệt giải thích hội tụ từ thiên hà cụm, khơng có chỗ báo họ thật chứng minh điều này”

Bob Swarup (physicsworld.com, 06/11/2007)

Dự báo kiện ozon có hại

Ozon lớp bảo vệ sống tầng cao khí quyển, che chắn khỏi tia cực tím có hại, gần phía mặt đất, chất ô nhiễm gây bệnh hen suyễn người ức chế sinh trưởng trồng Ở thành phố lớn Los Angeles, ozon hình thành nên thành phần chủ yếu sương mù, sinh ánh sáng Mặt Trời tương tác với khí thải xe khói bụi khác Tuy nhiên, ozon tới mặt đất, hàm lượng nhỏ qua “sự thâm nhập” từ tầng bình lưu Wavne Hocking trường đại học Western Ontario nhà vật lí khác Canada vừa dự báo đâu thâm nhập ozon xảy (Nature 450 281)

Hocking đồng đến kết luận họ cách theo dõi vị trí vùng đỉnh tầng đối lưu – vùng phân cách tầng đối lưu, mở rộng phía mặt đất, tầng bình lưu - trạm Montreal Walsingham Canada Để thực việc này, họ sử dụng “bóng gió”, loại radar hoạt động tần số khoảng 50 MHz phát xem khơng khí ổn định hỗn loạn, vùng đỉnh tầng đối lưu Họ thả 100 khí cầu mang theo dụng cụ gọi khí cụ dị ozon, thiết bị liên tục lấy mẫu khơng khí phân tích mức độ ozon chúng bay lên khơng trung

Vùng đỉnh tầng đối lưu nằm độ cao từ đến 28 km, thường nằm vùng đến 10 km Các nhà nghiên cứu nhận thấy, thỉnh thoảng, độ cao vùng đỉnh tầng đối lưu biến thiên nhanh chóng – suy giảm theo sau tăng nhanh – kéo theo hệ thâm nhập đáng kể lượng ozon vào tầng đối lưu, chúng theo lộ trình xuống tới mặt đất Theo Hocking, nhà khoa học phải sử dụng radar mang lại cảnh báo trước, 12 đến ngày tới, kiện thâm nhập ozon chạm tới mặt đất Điều cho phép người bị chứng khó thở hay dị tật mắt biết trước để nhà

Martyn Chipperfield, nhà khoa học khí trường đại học Leeds, Anh, nói với physicsworld.com nghiên cứu cho thấy người ta tìm thâm nhập ozon xảy từ tính có ozon góp mặt vào lượng ozon tầng đối lưu Tuy nhiên, ơng nói thêm việc đòi hỏi kiến thức khối lượng ozon chuyển tải kiện thâm nhập, điều không đề cập đến nghiên cứu Hocking đồng “Đây thử thách”, ông nói

Jon Cartwright (physicsworld.com, 07/11/2007)

Bí ẩn tia vũ trụ cuối giải

Một đội nhà thiên văn quốc tế sử dụng Đài quan sát Pierre Auger thu chứng tốt từ trước đến tia vũ trụ lượng cực cao va chạm với Trái Đất đến từ lỗ đen nằm tâm thiên hà lân cận Sử dụng hàng ngàn máy dò nằm rải rác 3000 km2 Argentina, đội nghiên cứu quản lí việc nhận dạng 27 tia vũ trụ với lượng 1019 eV (electron-volt) – chúng phát từ tâm thiên hà hoạt động Đã giải bí mật nơi phát tia vũ trụ này, nhà nghiên cứu hi vọng thu hiểu biết tốt xem xác hạt tích điện gia tốc lên mức lượng cao (Science 318 938)

Lần phát vào đầu thập niên 1960, tia vũ trụ lượng cực cao (UHECR) hạt tích điện lượng cao vũ trụ Chúng – Đài quan sát Pierre Auger phát khoảng 27 hạt với lượng 5,7 1019 eV kể từ bắt đầu thu thập liệu hồi năm 2004

Vì chúng có lượng cao thế, nên UHECR tạo kiện thiên văn vật lí vơ dội Đối tượng hàng đầu lỗ đen cho nằm tâm hạt nhân thiên hà hoạt động (AGN) Những lỗ đen hút lượng vật chất khổng lồ, hình thành nên plasma cực nóng trước biến hút vào vực thẳm Người ta cho sóng sốc điện từ tạo tính không ổn định từ plasma nguyên nhân gia tốc proton hay hạt nhân nặng đến lượng cực cao, chất xác q trình gia tốc khơng hiểu rõ

trong không gian Sự giảm nhanh số lượng tia vũ trụ nằm lượng xác định – gọi hiệu ứng Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) – nghĩa UHECR đến từ nguồn lân cận AGN tương đối gần Trái Đất Thật vậy, Venya Berezinsky thuộc Phịng Thí nghiệm quốc gia Gran Sasso, Italia, nói với physicsworld.com UHECR với lượng 5,7 1019 truyền khoảng không xa chừng 100 Mpc – hay khoảng 300 triệu năm ánh sáng

Trạm dò bề mặt Đài quan sát Auger với dãy Andes phơng phía sau

Phát

Tuy nhiên, nay, đội nghiên cứu sử dụng Đài quan sát Tia vũ trụ Piere Auger Argentina vừa tìm thấy chứng có sức thuyết phục cho thấy UHECR thật đến từ AGN lân cận Đài quan sát Auger phát tia vũ trụ cách quan sát trận “mưa” hạt tạo tia vũ trụ tương tác với phân tử khơng khí

Đài quan sát gồm dãy 1600 thùng chứa nước phát ánh sáng Cerenkov phát hạt trận mưa khơng khí Bầu trời phía bể nước, chúng nằm cách 1,5 km, theo dõi máy dị huỳnh quang khí ghi lại dấu vết trận mưa hạt chúng truyền qua khí vào đêm tối

nghiên cứu, 12 UHECR đến từ hướng ngẫu nhiên đến từ AGN Còn 12 tia vũ trụ phát với lượng thấp chút, đa phần số chúng lần theo đến AGN lân cận

Phổ lượng

Người phát ngôn Auger, Alan Watson thuộc trường đại học Leeds, nói với physicsworld.com đội nghiên cứu xác định “cặp” tia vũ trụ, cặp phát từ AGN Ông hi vọng cách phát số UHECR đến từ nguồn, nhà vật lí xây dựng phổ lượng giải thích xác tia vũ trụ tạo “Khi thu thập ngày nhiều liệu hơn, chúng tơi xem xét thiên hà theo kiểu chi tiết hồn tồn mới”, ơng nói “Như chúng tơi đốn trước, đài quan sát chúng tơi tạo hình ảnh vũ trụ sở tia vũ trụ thay cho ánh sáng”

Điều trở ngại phổ tươm tất đòi hỏi phát hàng trăm tia vũ trụ đến từ AGN, tức Đài quan sát Auger phải hàng trăm năm thu Các nhà thiên văn vật lí có kế hoạch xây dựng đài quan sát thứ hai gọi tên Bắc Auger Colorado, Mĩ Mặc dù Bắc Auger dự tính lớn gấp 3,5 lần anh bạn phương nam nó, Watson hi vọng kết xác thực đội nghiên cứu đưa đến định xây dựng Bắc Auger lớn gấp 10 lần Nam Auger – điều nguyên tắc thực được, ơng nói, khó tốn xây dựng trì hoạt động

Watson nói với physicsworld.com việc biết nguồn gốc xác UHECR giúp nhà thiên văn vật lí thu hiểu biết tốt từ trường thiên hà Đấy hạt tích điện bị lệch từ trường, từ trường nghiên cứu hàm lượng hạt nguồn gốc chúng Ngoài ra, việc nghiên cứu va chạm UHECR hạt nhân bầu khí quyển, nhà vật lí nghiên cứu lượng cao nhiều so với hay máy gia tốc hạt kế hoạch xây dựng Máy Va chạm Hadron Lớn CERN chẳng hạn gia tốc proton lên lượng TeV (7.1012 eV)

Hamish Johnston (physicsworlc.com, 08/11/2007)

FAIR khởi công

Một khu liên hợp máy gia tốc to lớn trị giá 1,2 tỉ bảng Anh Đức vừa thu tín hiệu xuất phát liên doanh 15 quốc gia Tổ hợp dành cho Nghiên cứu Phản Proton Ion (FAIR), xây dựng phịng thí nghiệm GSI Darmstadt, mang lại cho 3000 nhà khoa học năm lựa chọn chùm hạt mạnh giàu lượng tính Một thơng cáo nước đối tác kí vào ngày hơm qua đặt tảng cho việc xây dựng bắt đầu vào cuối năm sau, với tổ hợp FAIR hoàn thành vào năm 2015

y khoa khoa học vật liệu Thiết bị gồm hai synchrotron có chu vi 1100 m xây dựng chồng lên đường hầm mặt đất

Các ion phát từ synchrotron chu vi 200 m có GSI đưa vào thiết bị vòng kép mới, nhân cường độ chùm ion lên 100 lần, mang lại tới 1011 ion /giây Các vòng tăng lượng cực đại chùm hạt lên 20 lần, tới khoảng 35 GeV

Các nhà nghiên cứu khu liên hợp sử dụng ion gia tốc để làm phát sinh hạt nhân kì lạ, khơng bền cách bắn chùm ion vào bia chẳng hạn beryllium Những thí nghiệm khác sử dụng chùm phản proton để nghiên cứu tương tác mạnh, hạt nhân nặng va chạm lượng cao làm phát sinh plasma “quark-gluon” – trạng thái vật chất cho tồn thời khắc Big Bang

Phịng thí nghiệm GSI Darmstadt sớm trở thành nhà Tổ hợp dành cho Nghiên cứu Phản Proton Ion

Trong đó, nhà vật lí plasma hi vọng sử dụng laser công suất cao xây dựng GSI để tạo plasma bên khối vật liệu có nhiệt độ mật độ xấp xỉ hành tinh khổng lồ Mộc tinh Các nhà vật lí nguyên tử sử dụng tổ hợp để khám phá tính chất phản hydrogen, cấu thành từ phản proton positron

Chính phủ Đức cung cấp 65% tổng số tiền tài trợ cho dự án, với 10% bang Hesse Đức tài trợ 25% lại 14 nước đối tác khác cung cấp, có Trung Quốc, Pháp, Anh Ấn Độ Dự án đề xuất tận hồi năm 2001 dự kiến hồn thành vào năm 2015

Vũ trụ có nguyên tố thứ năm nhẹ ước tính

Nếu bạn cảm thấy bị thu nhỏ lại lượng vật chất vũ trụ, bạn cảm thấy dễ chịu tìm thấy nhẹ 20% so với nhà khoa học trước tiên đốn Theo nhà vật lí Mĩ Phần Lan, tia X phát từ tâm cụm thiên hà tạo va chạm electron tương đối nhẹ photon, phát xạ nhiệt từ chất khí nguyên tử nặng nhiều người ta nghĩ

Các nhà khoa học biết chục năm trước cụm thiên hà phát số lượng cực lớn tia X “mềm” hay tia X lượng thấp Một lời giải thích tâm cụm thiên hà chứa gồm vùng khổng lồ khí ấm, phát xạ nhiệt Nếu trường hợp phổ tia X mềm phát từ cụm thiên hà phải chứa vạch phát xạ - cực đại cường độ bước sóng định – tương ứng với thành phần nguyên tử chất khí Vấn đề chỗ phổ tia X thu lại đặn

Theo Max Bonamente đồng sự, cụm thiên hà đánh lừa chúng có nhiều khối lượng thật chúng có

Mất khối lượng

Các nhà nghiên cứu lập mơ hình nhiều tần số đa dạng tạo va chạm electron-photon “định luật hàm mũ”, nhận thấy việc điều chỉnh kích thước số mũ bình thường hóa, họ làm cho phân bố phù hợp với phổ Abell 3112 – cụm thiên hà mà Đài quan sát tia X Chandra có liệu tuyệt vời phát xạ tia X mềm Dữ liệu cho thấy có tới 50% tia X mềm phát từ cụm thiên hà va chạm electron-photon nguyên tử chất khí ấm Do electron nhẹ nhiều so với nguyên tử, nên điều có nghĩa cụm thiên hà, vũ trụ, có khối lượng nhỏ tới 20% so với ước tính

Nếu khẳng định nịch đúng, có khả thiên hà cụm thiên hà không cần nhiều khối lượng để giữ chúng lại với nhau, theo lí thuyết thừa nhận hấp dẫn Newton Einstein mang lại Vì thế, nhà khoa học phải khảo sát lí thuyết khác, ví dụ động lực học Newton cải tiến, hay MOND, lí thuyết cho khối lượng sức hút hấp dẫn nhiều Mặt khác, khối lượng “cịn thiếu” ẩn giấu dạng vật chất tối, đối tượng người ta tin cấu thành nên tới 95% khối lượng vũ trụ

Những lựa chọn khác

Tuy nhiên, nhà nghiên cứu cẩn thận cho có nhiều việc cần phải thực trước kết luận họ xác nhận “Chúng muốn đảm bảo phân tích trọn vẹn cách nhìn vào cụm thiên hà khác”, Bonamente nói với physicsworld.com “Những khẳng định khác thường cần có chứng khác thường”

Bonamente nói thêm có lời giải thích khác cho thiếu vạch phát xạ va chạm electron-photon Không giống dạng quang phổ học khác, ơng nói, quang phổ học tia X có độ phân giải kém, nên vạch phát xạ từ ngun tố nặng có khả khơng thể phân biệt Cũng đám chất khí đó, chúng trạng thái “nguyên thủy” theo nghĩa chúng chứa nguyên tố nhẹ hydrogen helium, nguyên tố không tạo vạch phát xạ phần tia X mềm quang phổ “Nhưng đa số [chất khí] plasma thiên văn vật lí làm giàu [với nguyên tố nặng], nên ngoại lệ”, ơng nói

Tuy nhiên, Andrew Fabian, nhà thiên văn vật lí trường đại học Cambridge, Anh, khơng bị thuyết phục nghiên cứu Bonamente đồng Ông cho nhà nghiên cứu sử dụng giá trị hấp thụ lỗi thời cho chất khí thiên hà chúng ta, đối tượng ảnh hưởng tới mức độ tia X mềm cho đến từ Abell 3112 “Kết từ nghiên cứu làm cho phong phú tia X mềm biến cụm thiên hà đó”

Hai nhiều hạt lượng tử

Trong electron riêng lẻ xử thực thể lượng tử thúy, có mặt đơn electron khác đủ để làm cho electron thực chuyển đổi từ hành vi lượng tử sang hành vi cổ điển – theo đội nhà nghiên cứu quốc tế, người thực phiên đơn giản kì lạ từ trước đến thí nghiệm “hai khe” tiếng Kết có gợi ý quan trọng cho cố gắng chế tạo dụng cụ tính tốn lượng tử trạng thái rắn, việc giảm đến mức tối thiểu tương tác electron – electron thách thức chủ yếu (Science 318 949)

Hành vi giống sóng, hay hành vi lượng tử, hạt riêng lẻ nhìn thấy hạt có xu hướng tương tác với mơi trường chúng – ví dụ, thơng qua hấp dẫn, tương tác điện hay xạ nhiệt Những tương tác đem lại chuyển biến từ hành vi lượng tử sang hành vi cổ điển gọi tách kết hợp Sự tách kết hợp quan sát thấy electron, nguyên tử, phân tử nhỏ, vật vĩ mơ, ví dụ phân tử C60 C70

Tất thí nghiệm bao gồm việc cho truyền hạt hay phân tử cô lập cao qua khe đôi quan sát hình ảnh giao thoa – dấu hiệu hành vi lượng tử - trở nên yếu hạt tương tác với môi trường chúng

Khe đôi nhỏ nhất: Sự hấp thụ photon làm phát hai electron từ phân tử hydrogen Tương tác hai electron (đường lượn sóng màu vàng) dẫn tới giao thoa phân bố góc electron Thí nghiệm cho thấy bước chuyển tiếp từ giới lượng tử sang giới

cổ điển

họ g “khe đôi nhỏ từ trước đến nay” – phân tử hydrogen, chứa hai electron hai proton

Các nhà nghiên cứu bắt đầu bắn photon lượng cao vào phân tử hydrogen, làm phóng hai electron từ phân tử Một hai electron hai proton hình thành nên hệ hạt/khe đơn giản Electron hình thành nên hình ảnh giao thoa lượng tử truyền qua khe Electron thứ hai, chuyển động chậm nhiều so với electron thứ nhất, đóng vai trị giống mơi trường tối thiểu cho electron Nó tương tác với electron thứ qua tương tác Coulomb, dẫn tới tương phản vân giao thoa thu phân bố góc electron

Thí nghiệm chứng tỏ có số lượng nhỏ hạt cần thiết để chuyển hệ lượng tử thành hệ cổ điển “Mảnh vỡ phân tử hydrogen tốn vật giải số với việc sử dụng máy tính ngày nay”, Doerner nói với physicsworld.com “Kết chúng tơi mang lại điểm chuẩn cho số lí thuyết tiên tiến vài ngành vật lí”

Bước tiếp theo, đội nghiên cứu, bao gồm nhà khoa học đến từ Mĩ, Tây Ban Nha Nga, lên kế hoạch quan sát giao thoa bị phá vỡ phá vỡ đối xứng phân tử hydrogen Họ thực việc cách thay phân tử hydrogen đồng vị deuterium nặng

Belle Dumé (physicsworld.com, 08/11/2007)

Có thể tạo “lỗ sâu đục” từ chất ngoại lai

Hãy tưởng tượng nhìn vào lỗ, nhìn thấy vật xa thể phía trước bạn Khơng camera, khơng kính viễn vọng phức tạp có mặt – thay vào đó, bạn nhìn vào “lỗ sâu đục” điện từ tạo chất chế tạo đặc biệt

Đề xuất lỗ sâu đục đến từ Yaroslay Kurylev trường đại học College London Anh đồng Mĩ Phần Lan, người đến ý tưởng cách xây dựng lí thuyết mang lại cho áo chồng tàng hình – dụng cụ tiến hành vi sóng hồi năm ngối Trong áo chồng tàng hình, tia sáng bị dẫn xung quanh thể tích dạng trụ hay cầu giống nước chảy qua tảng đá, lỗ sâu đục có ánh sáng dẫn xung quanh hình ống, phức tạp Dụng cụ xuất dạng chất rắn đa số bước sóng ánh sáng, bước sóng tàng hình biến mất, ánh sáng vào ống đầu khỏi ống đầu mà khơng có đường hầm bị nhìn thấy (Phys Rev Lett.99 183901)

Không gian cong

nền hình học trụ đỡ thuyết tương đối rộng Einstein, lí thuyết kết hợp với hệ phương trình Maxwell dùng để mơ tả truyền sóng điện từ

Kurylev đồng gọi phép biến đổi áo choàng tàng hình “bơm căng lên điểm”, kéo căng khơng gian nhỏ tí xíu thành khối cầu Vì thế, để tạo lỗ sâu đục, tất việc cần phải làm “thổi căng đường cong” Và, với áo chồng tàng hình, nhà nghiên cứu nói dụng cụ chế tạo cách tạo siêu chất liệu – chất liệu nhân tạo, kì lạ có tính chất điện từ mạnh mẽ - có profile chiết suất khơng cần thiết

Các mô tia sáng cho thấy bàn cờ vô hạn trông qua lỗ sâu đục Hình bên trái lỗ sâu đục ngắn, tạo hiệu ứng giống thấu kính mắt cá Hình bên phải

đối với lỗ sâu đục dài hơn, bắt đầu xuất thêm méo hình nhân ảnh

Những kế hoạch lạc quan

“Cái họ đề xuất định ý tưởng lí thú”, Ulf Leohardt, nhà vật lí mơ tới áo chồng tàng hình, nói với physicsworld.com Nhưng ơng nói thêm rằng, có áo chồng tàng hình dạng trụ thật tạo ra, nên bước chế tạo áo choàng 3D đích thực “Việc tạo lỗ sâu đục cịn phức tạp nữa”, ơng nói

Tuy ý tưởng họ chưa thực hiện, Kurylev đồng có danh sách ứng dụng tiềm tàng, bao gồm sợi “cáp quang” dùng để đo trường điện từ mà không làm nhiễu loạn chúng, hay tạo hiển thị video 3D Khi đặt nam châm gần đầu lỗ sâu đục, từ trường xuất từ nơi đầu bên trở thành đơn cực từ, Kurylev thật khơng biết dùng để làm

sâu đục song song với kết áo chồng tàng hình, nên tién áo chồng có thể, ngun tắc, chuyển thành tiến lỗ sâu đục”

Jon Cartwright (physicsworld.com, 09/11/2007)

Cát làm sáng tỏ thêm plasma quark-gluon

Cát quark có điểm chung với Câu trả lời, theo nhà vật lí Mĩ, chúng hành xử giống chất lỏng điều kiện định Khi Sidney Nagel đồng trường đại học Chicago bắn dòng chất dạng hạt giống cát vào bia chất rắn, số hình ảnh phun thu giống với nhìn thấy hạt nhân nặng va chạm hình thành nên “plasma quark-gluon” Phát làm sáng tỏ chất plasma xử giống chất lỏng khơng giống với chất khí – thách đố nhà vật lí kể từ hành vi nhìn thấy lần vào năm 2005

Trong thí nghiệm họ, đội nghiên cứu bắn dịng hạt bột thủy tinh hay đồng nhỏ xíu vào bia chất rắn hình trụ ghi lại hình ảnh phun xịt thu máy chụp hình tốc độ cao (Phys Rev Lett 99 188001) Họ nhận thấy sau chạm phải mục tiêu, dòng hạt hành xử giống chất lỏng cách trải rộng theo hướng vng góc với dịng hạt tới Đội nghiên cứu nhận thấy họ sử dụng bia có đường kính nhỏ đường kính dịng hạt, dịng hạt chảy qua xung quanh bia, tạo hình chng mặt bên Hóa xảy tia nước chạm phải bia tương tự “chuông nước”như nhìn thấy kỉ 19

Các hạt phản xạ

Những chuông hạt bột có lẽ trơng thật kì cục bạn nghĩ dòng hạt tập hợp hạt độc lập, hạt va chạm với bia trở lại Tuy nhiên, mật độ dòng hạt đủ cao, hạt tới va chạm với hạt phản xạ vùng bia va chạm làm cho dòng hạt hành xử giống chất lỏng Theo Nagel, dòng hạt tới sinh áp suất lên “chất lỏng” này, làm cho phun theo hướng vng góc với dịng hạt

Đội nghiên cứu góc hướng dòng tới quỹ đạo cuối hạt cho số bia khác có đường kính tiết diện nhỏ lẫn lớn đường kính dịng hạt Họ tìm mối quan hệ góc đường kính bia giống hệt dịng hạt cấu thành từ bột thủy tinh hay bột đồng - giống tia nước có vận tốc lớn Kết Nagel đồng kết luận tia cát xử giống chất lỏng

Plasma giống chất lỏng

“plasma quark-gluon” nhiều hạt Người ta tin plasma có mặt Vũ trụ sơ khai- trước đủ lạnh quark gluon kết hợp hình thành nên proton neutron

Chuỗi ảnh chụp cho thấy tia hạt thủy tinh va chạm với bia Trong ảnh ngồi bên trái, dịng chất vừa chạm tới bia Ảnh chụp thứ hai cho thấy hình thành đĩa cát vng góc với tia tới Ảnh

ngồi bên phải chụp hình ảnh nhìn theo trục

Các nhà nghiên cứu RHIC ngạc nhiên phát thấy plasma hành xử giống chất lỏng giống chất khí Điều chứng minh hạt nhân chịu va chạm sớt qua tạo plasma hình bóng bầu dục hay hình hạnh dãn nở nhanh theo hướng định Việc gây ngạc nhiên sắc động lực học lượng tử (QCD) – lí thuyết mơ tả tương tác quark-gluon – tiên đoán plasma hành xử giống chất khí tương tác yếu chất lỏng tương tác mạnh

Nagel đồng thử mô va chạm RHIC cách bắn tia cát có tiết diện hình chữ nhật - khơng phải hình trịn – vào bia hình trụ Kết thu chất lỏng dãn nở theo hướng ưu tiên Họ đo bất đẳng hướng thông số vô hướng dùng để mô tả plasma RHIC nhận thấy chúng giống

Theo Nagel, tương đồng hai thí nghiệm có nghĩa người ta có khả mơ tả tính chất lỏng plasma quark-gluon dạng va chạm nhanh tập hợp dày đặc cầu cứng – giống hệt hạt tia cát “Tất ngành vật lí liên quan với nhau”, ơng nói với physicsworld.com “Nghiên cứu ngành giải thích cho kết thuộc ngành khác trơng chẳng có liên hệ gì”

Sự khúc xạ âm “có thể bẫy cầu vồng”

Kể từ phát minh chúng vào năm 2000, chất kì lạ gọi tên siêu chất liệu mở nhiều ứng dụng, ví dụ thấu kính hồn hảo hay áo chồng tàng hình Nhưng mơ máy tính nhà vật lí Anh thực đề xuất ứng dụng khác – làm chậm “cầu vồng” ánh sáng xuống tới điểm dừng Ý tưởng họ lộ trình đưa đến truyền thông quang học, lưu trữ băng rộng nhiệt độ phịng

“Làm chậm ánh sáng” khơng đề cập đến tốc độ thật photon, mà tốc độ gói sóng, truyền lượng sóng ánh sáng Nó khơng phải thủ thuật – cấu trúc chứa lớp xen kẽ có chiết suất cao thấp gọi tinh thể photon tính làm giảm vận tốc nhóm xuống đến lê lết, kĩ thuật gọi suốt cảm ứng điện từ (EIT) làm dừng ánh sáng hồn tồn chất khí ngun tử siêu lạnh

Về mặt tiềm năng, việc làm chậm ánh sáng dùng để thay dụng cụ điện lưu trữ tín hiệu truyền thơng, nhờ tránh biến đổi tốn thời gian từ môi trường sang môi trường khác Nhưng EIT thực chất khí nhiệt độ phịng, EIT tinh thể photon tính khơng thể làm chậm ánh sáng phạm vi hẹp tần số Điều làm hạn chế công dụng chúng truyền thông thường sử dụng băng rộng

Ý tưởng sáng giá

Ortwin Hess đồng trường đại học Serrey đại học Salford Anh nói câu trả lời cho việc lưu trữ tín hiệu truyền thơng nhiệt độ phịng phạm vi tần số nằm siêu chất liệu – chất nhân tạo biểu tính chất điện từ khác thường, chẳng hạn khúc xạ âm Họ thực phép phân tích máy tính tia sáng truyền qua siêu chất liệu chứa sóng dẫn hình nón, chiết suất âm bao quanh chất khúc xạ dương (Nature 450 397) “Mãi nay, việc làm chậm ánh sáng bên dụng cụ trạng thái rắn cho thực được”, Hess nói

Hễ ánh sáng truyền qua sóng dẫn, tia sáng bị phản xạ giới hạn sóng dẫn theo đường zig zag Trong sóng dẫn cấu thành từ chất khúc xạ dương – ví dụ sợi quang – bao quanh môi trường khúc xạ dương, luôn có lệch pha dương nhỏ lần phản xạ, cho tia sáng “nhảy” lên phía trước chút Nếu sóng dẫn khúc xạ âm, độ lệch pha âm, bước nhảy thụt lùi Kết chủ yếu phép phân tích tia sáng nhóm nghiên cứu người Anh sóng dẫn thu hẹp hơn, ánh sáng trải khoảng cách ngắn phản xạ, cuối bước nhảy lùi thống trị - nên vận tốc nhóm bị dừng hành trình

Tuy nhiên, điểm dừng không giống màu sắc ánh sáng Do tính chất điện từ siêu chất liệu phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng, thành phần lam bị dừng trước tiên bước sóng đỏ bị dừng sau cùng, với “bẫy cầu vồng” Hess nói, điều có nghĩa dụng cụ lưu trữ quang học dựa ý tưởng sử dụng để xử lí rời thành phần khác ánh sáng “Đương nhiên kế hoạch trước mắt bổ sung thực nghiệm phương pháp ‘bẫy cầu vồng’ ơng nói

Jon Cartwright (physicsworld.com, 14/11/2007)

Thuyết tương đối vượt qua phép thử thời gian

Nguyên lí tương đối đặc biệt tiếng Einstein – thời gian trôi chậm đồng hồ chuyển động – vừa xác nhận xác 10 lần so với từ trước đến Kết đến từ nhà vật lí Đức Canada, người đo thời gian “tíc tắc” nguyên tử lithium chúng va chạm xung quanh vòng phần tốc độ ánh sáng

Tuy nhiên, phép đo không khiến nhà khoa học ngừng việc đề xuất sai lệch khỏi thuyết tương đối đặc biệt Chẳng hạn, người tìm kiếm lời giải thích có nhiều vật chất phản vật chất vũ trụ thường viện dẫn vi phạm “định lí CPT”, định lí phát biểu định luật vật lí như điện tích, tính chẵn lẻ tính nghịch đảo thời gian hạt bị đảo ngược lại với Vi phạm CPT chứng minh thừa thải vật chất thông thường thấy, ngụ ý phương trình sở Mơ hình Chuẩn vật lí hạt, xây dựng thuyết tương đối đặc biệt, khơng hồn chỉnh

Các đồng Gerald Gwinner Guido Saathoff Sergei Karpuk điều chỉnh laser

Kiểm tra thời gian

Các thí nghiệm tiến hành Gerald Gwinner đến từ trường đại học Manitoba Canada, với đồng đến từ nhiều viện nghiên cứu Đức, không mang lại dấu vết lệch khỏi thuyết tương đối đặc biệt từ vật lí ngồi Mơ hình Chuẩn Để kiếm tra lí thuyết Einstein, họ cải tiến kĩ thuật gọi tên quang phổ laser bão hòa để đo dãn nở thời gian nhóm ion lithium-7 bắn tốc độ cao vào vòng trữ từ tính, đặt Viện Vật lí Hạt nhân Max Planck Heidelberg

photon bị hấp thụ tái phát xạ theo hướng Trên thực tế, nhóm ion vịng trữ có phân bố vận tốc, làm hạn chế độ xác phép đo

Hai nhà quan sát

Các nhà nghiên cứu tránh hạn chế cách nhắm laser thứ hai vào chùm ion Mặc dù laser làm cho tất ion phát huỳnh quang, ion vùng phân bố vận tốc nhận nhiều photon nên huỳnh quang chúng bão hịa gây mức chìm cục quang phổ nên ion có vận tốc “đánh dấu”

Vịng trữ từ tính Viện Vật lí Hạt nhân Max Planck Heidelberg

Gwinner đồng sau tính tích hai tần số laser, giá trị – theo thuyết tương đối đặc biệt – phải với bình phương tần số chuyển trạng thái ion lithium-7 khơng chuyển động Nhưng tần số chuyển trạng thái khơng biết mức đủ xác cho nhu cầu chúng, nên nhà nghiên cứu lặp lại thí nghiệm ion lithium-7 chuyển động 3% 6,4% tốc độ ánh sáng kiểm tra xem tích số có khơng

Đúng mong đợi, tích số thật Nhưng độ xác thí nghiệm Gwinner đồng sự, định lượng “thông số Mansouri-Sexl” thấp 8,4 10 - 8, hay tốt 10 lần so với phép kiểm tra GPS thuyết tương đối đặc biệt “Có nghĩa mức độ nhạy thí nghiệm chúng tơi, tất thí nghiệm khác tìm kiếm chứng cho vật lí ngồi Mơ hình Chuẩn, chưa đủ cao để nhìn thấy thứ gì”, Gwinner nói với physicsworld.com

Tính tốn nhắm tới siêu sáng từ trước đến Vào tháng 9/2006, vụ bùng nổ – hay siêu - sáng từ trước đến phát thiên hà cách Trái Đất 240 triệu năm ánh sáng Đặt tên SN 2006gy, sáng gấp 100 lần siêu thông thường, khiến số nhà thiên văn vật lí tin tạo giãy chết nặng gấp 90 hay nhiều so với Mặt Trời Tuy nhiên, nhà nghiên cứu Hà Lan nghĩ họ biết làm mà khối lượng lớn hình thành giai đoạn đầu tiên, cịn nhóm nghiên cứu độc lập khác Mĩ giải toán làm mà vụ nổ xảy Cả hai kết công bố ấn phẩm tuần tờ Nature

Ảnh minh họa SN 2006gy trông với nhà quan sát gần

Ảnh bên trái ảnh hồng ngoại chụp Đài quan sát Lick Đối tượng mờ phía thấp bên trái vùng tâm thiên hà NGC 1260, cịn đối tượng sáng nhiều

phía bên phải SN 2006gy

Khi ngơi già đi, đốt hết tồn hydrogen để lại lõi helium nguyên tố nặng Nếu lõi nặng gấp đôi Mặt Trời chúng ta, nhà thiên văn vật lí tin ngơi co lại, gây vụ nổ siêu ngoạn mục bỏ lại đằng sau lỗ đen hay neutron Một vài trị số khối lượng ngang với Mặt Trời bị phóng vào khơng gian vụ bùng nổ siêu mới, tạo biểu khác thường ánh sáng màu sắc

Tuy nhiên, số phận lớn có khối lượng gấp 40 lần Mặt Trời chưa hiểu rõ – khiến cho nguồn gốc SN 2006gy bí ẩn thật Ứng cử viên hàng đầu lí thuyết gọi tên “cặp bất ổn định xung” Lí thuyết cho siêu tạo không vụ bùng nổ khối lượng lớn, mà va chạm hai xung vật chất phóng từ ngơi khối lượng lớn hai vụ nổ liên tiếp

Hiện nay, Stan Woosley đồng trường đại học California Santa Cruz khẳng định SN 2006gy hình thành theo cách giống Sự bất ổn định tin xảy khối lượng lớn cạn kiệt nguồn helium bắt đầu đốt cháy carbon oxygen Hiện tượng làm cho co lại trở nên nóng nhiều so với trước đấy, tăng thêm lượng photon mà tạo Thật vậy, photon trở nên giàu lượng tính đến mức chúng biến đổi thành cặp electron positron

Áp suất giảm

Quá trình này, động chuyển hóa thành vật chất, làm cho áp suất lõi giảm Ngôi phản ứng lại cách co thêm đốt nóng áp suất phát sinh đốt nóng tợn đủ cao bùng nổ số khối lượng vật chất tương đương với Mặt Trời bị phóng Woosley nói với physicsworld.com tượng tạo “sao siêu mới” tương đối nhỏ, trường hợp SN 2006gy, có khả khơng quan sát thấy Trái Đất

Sau phóng thích vật chất, bắt đầu co lại trình tự lặp lại, tiếp tục phóng vật chất lần thứ hai Tuy nhiên, Woosley tin bùng nổ thật bắt đầu xung vật chất thứ hai bắt kịp xung thứ va chạm tạo bùng phát ánh sáng khác thường Theo Woosley, va chạm tạo lên tới 100 lần ánh sáng so với siêu bình thường, va chạm xảy cách ngơi khoảng cách sức hút hấp dẫn mạnh Kết đa số động hạt phóng bị chuyển hóa thành ánh sáng Trong siêu thông thường, ngược lại, 99% động bị tiêu hao để chống lại lực hấp dẫn

Woosley đồng kiểm tra giả thuyết họ cách lập mơ máy tính chết bắt đầu sống khối lượng 110 lần Mặt Trời, cho thấy nổ hai lần khoảng 5,4 năm sau co lại thành neutron hay lỗ đen khoảng 15 năm sau lần bùng nổ thứ Đội nghiên cứu tính ánh sáng phát ngày sau đợt bùng nổ thứ hai mà họ khẳng định so sánh tuyệt với với phép đo thực SN 2006gy

Trong Woosley đồng giải thích mà siêu sáng xảy ra, câu hỏi làm khối lượng lớn hình thành giai đoạn nêu Simon Portegies Zwart Edward van den Heuvel thuộc trường đại học Amsterdam Hà Lan

Hình minh họa trình dẫn đến bất ổn định cặp xung Các photon sinh ngơi chuyển hóa thành cặp electron-positron Quá trình làm giảm áp suất, cho phép

ngôi co lại thêm

Đa số nhà thiên văn vật lí tin ngơi khối lượng lớn phổ biến vũ trụ sơ khai, thật không chắn cho hình thành muộn nhiều – SN 2006gy phải trải qua bùng nổ cách chừng 240 triệu năm Một manh mối quan trọng cho nguồn gốc SN 2006gy ánh sáng siêu cho thấy có dồi hydrogen Điều gây hoang mang ngơi cận kề chết phải đốt toàn hydrogen

Portegies Zwart van den Heuvel tin thay ngơi khối lượng lớn lập già cỗi, SN 2006gy sản phẩm loạt va chạm “bất kham” cụm trẻ đậm đặc Những va chạm làm cho ngơi lớn ngày lớn cách hấp thụ trẻ giàu hydrogen Cuối cùng, đủ lớn để trở thành siêu – có lượng đáng kể hydrogen từ ngơi sau mà hấp thụ

với physicsworld.com siêu lụi tàn vòng năm hay ngần thời gian cụm phải trở nên nhìn thấy được, mang lại cho họ cách kiểm tra giả thuyết

Hamish Johnston (physicsworld.com, 14/11/2007)

Phát meson tích điện khác thường

Các nhà vật lí thí nghiệm Belle phịng thí nghiệm KEK, Nhật Bản, vừa phát hạt mang lại chứng tốt từ trước đến số meson chứa tới bốn quark hai thông thường Được đặt tên Z(4430), hạt số vài ba hạt phát Belle khơng tn theo “mẫu quark”, lí thuyết thành công việc phân loại meson theo hai quark thành phần

Minh họa trình hình thành phân hủy meson Z(4430) Belle

Được đưa vào thập niên 1960 nhà khoa học sau đạt giải thưởng Nobel vật lí Murray Gell-Mann, quark cho phép nhà vật lí nhận thức vơ số hạt sinh hệ thí nghiệm máy gia tốc Cùng với việc mô tả proton neutron quen thuộc, hạt chứa ba quark, mơ hình quark thành cơng việc phân loại nhiều meson chứa hai quark – hay xác quark phản quark – giữ lại với lực mạnh

Bốn quark

Một số nhà vật lí cho meson mẻ – số bốn hạt nhìn thấy – gồm khơng phải quark Tuy nhiên, người khác tin chúng trạng thái dễ kích thích meson “họ duyên”, hạt chứa quark duyên phản quark dun

Tuy nhiên, họ dun trung hịa điện, Z(4430) meson phát có điện tích Kết Z(4430) dường khơng có tính dun Thay vậy, nhà vật lí Belle tin trạng thái quark gồm quark up, phản quark down, quark duyên phản quark duyên Trạng thái phù hợp với quan sát cho thấy Z(4430) phân hủy tức thành meson dun tính meson pi (chứa quark up phản quark down) Nếu vậy, Z(4430) meson mô tả theo kiểu quark (arXiv

0708.1790v2)

Một số nhà vật lí tin meson Z(4430) chứa quark

Khám phá Z(4430) có nghĩa nhà vật lí phải xem xét lại lí thuyết sắc động lực học lượng tử (QCD), lí thuyểt giải thích quark phản quark liên kết với meson hạt khác

Tuy nhiên, bị thuyết phục Eric Swanson thuộc trường đại học Pittsburgh Anh nói với physicsworld.com liệu Z(4430) trông thật thuyết phục, hạt khác cần khám phá trước ông chấp nhận meson quark thực thể “Tơi khơng thể tìm cách để giải thích [cho Z(4430)]”, ơng nói

Sợi ống nano dai

Các nhà vật lí Anh người chế tạo sợi từ ống nano carbon trình đơn giản bước thích ứng cho việc sản xuất thương mại Những sợi đó, bề ngang vài micromét, bền chất liệu biết gồm hàng trăm nghìn ống nano liên kết với Theo nhà phát minh trường đại học Cambridge, chất liệu tìm thấy nhiều ứng dụng từ áo chống đạn hiển thị phẳng

Mặc dù có thành dày vài nguyên tử, ống nano carbon nhẹ từ trước đến nên ngày chế tạo thành sợi có khả dệt thành kết cấu lâu bền Trong số kĩ thuật phát triển nhằm quay ống nano thành sợi lớn chún n`những q trình nhiều bước khơng thể thực quy mô công nghiệp

Ảnh chụp thiết bị tạo sợi ống nano carbon Khoa Khoa học Vật liệu, trường đại học Cambridge

dụ ethanol, hexane, methane hay diesel Tiếp theo, họ bơm nguyên liệu vào lò luyện với lượng nhỏ chất xúc tác gốc sắt gọi ferrocene Nguyên liệu bị phá vỡ thành hydrogen carbon carbon sau xếp lại hạt xúc tác gốc sắt giống ống nano dài, thành mỏng

Cấu trúc kiểu aerogel

Ống nano tăng trưởng nhanh hình thành nên cấu trúc giống aerogel Khi lò luyện hở đầu, aerogel kéo với que kim loại, que làm kéo căng sợi thành sợi tốt có khả thổi liên tục Việc thổi thực tốc độ lên tới 50 mét phút vài kilomét sợi tạo ngày

“Ở chiều dài chuẩn mm, số sợi bền chất liệu mà người biết”, Koziol nói với physicsworld.com “Chiều dài trung bình tương tự Kevlar – chất dùng để chế tạo nên đa số loại áo giáp mà người sử dụng”

Ngồi tính chất tuyệt vời, bền dai, vật liệu có độ dẫn điện nhiệt cao Chúng trì tính chất nhiệt độ lên tới 300oC khơng khí, đa số chất sợi khác không chịu nhiệt độ “Hơn nữa, nút thắt sợi không ảnh hưởng tới hiệu suất – vấn đề thật nghiêm trọng loại sợi polymer carbon hiệu suất cao khác”, Koziol giải thích

“Một ứng dụng chủ yếu cho chất liệu áo chống đạn siêu bền”, nhà lãnh đạo đội nghiên cứu Alan Windle, Cambridge, nói “Những ứng dụng liên quan khác gồm có phần viền quanh che chắn cho lưỡi cánh quạt động phản lực: lưỡi quạt bị tách rời ra, sợi ngăn khơng cho bay khỏi động làm hỏng máy bay”

Các sợi tìm thấy ứng dụng thùng chống bom lớp bảo vệ chống nổ cho động xe tăng loại xe bọc thép khác “Những kết cấu khéo léo công nghệ cao bàn tới”, Koziol nói thêm “Cũng có tiềm to lớn mang lại thay cho vật dẫn đồng hay nhôm dùng cho truyền tải cơng suất điện” Ống nano cịn thu thập làm màng dẫn suốt dùng hiển thị phẳng tế bào Mặt Trời

Đội nghiên cứu, bao gồm nhà nghiên cứu đến từ Quân đội Mĩ, bận rộn khảo sát phương pháp thu độ bền siêu cao kích thước sợi dài “Chúng tơi phát triển hóa học sợi, cố gắng giải khiếm khuyết nghiên cứu quy trình sản xuất”, Windle nói “Để thương mại hóa chất liệu này, chúng tơi cần phải nâng cấp quy trình lên mức quy mô công nghiệp”

Nước Anh định rút khỏi Gemini

Các nhà thiên văn học Anh bị sốc với kế hoạch Hội đồng Tài trợ Khoa học Công nghệ (STFC) muốn rút khỏi Đài quan sát Gemini, gồm hai kính thiên văn m quang học hồng ngoại nằm Hawaii Chile STFC, dự định thông qua lần cuối định vào hơm 21/11, nói tổ chức phải rút khỏi Gemini “tình trạng tài nay” Hội đồng có ngân quỹ tổng cộng cho năm 678 triệu bảng, số tiền tăng lên theo lạm phát năm 2008 sau việc xét lại việc chi tiêu toàn diện phủ

Đài quan sát Gemini Hawaii Đài quan sát Gemini Chile

Nước Anh đầu tư tổng cộng 35 triệu bảng cho kính thiên văn Bắc Gemini Nam Gemini, chúng vào hoạt động năm 1999 2000 Nước thành viên sáng lập dự án có 23% đóng góp cho dự án Việc rút khỏi dự án tiết kiệm cho STFC khoảng triệu bảng năm tình trạng giá leo thang Mặc dù nước Anh có hội tiếp cận thiết bị tương tự Chile Đài quan sát Nam châu Âu điều hành, chúng không mang lại tiếp cận bầu trời phương bắc

“Chúng không nhận cảnh báo định khơng thể tìm báo trước điều đó”, theo lời Michael Rowan-Robinson trường Imperial College London, người chủ tịch Hội Thiên văn học Hoàng gia “Các đối tác quốc tế dự án Gemini chống váng khơng kém” Hiện ơng dự định thuyết phục STFC thủ tướng phủ định ngược lại Một lựa chọn làm giảm tham gia Anh dự án cho phép Anh bán thời gian sử dụng kính thiên văn cho đối tác khác

rút lui thu “theo kiểu tối thiểu hóa thiệt hại cho cộng tác lâu dài tác động đài quan sát, chương trình nghiên cứu cộng đồng nghiên cứu Anh” STFC có kế hoạch cơng bố tồn chi tiết chương trình hành động vào đầu tháng tới

Matin Durrani (physicsworld.com, 16/11/2007)

Phép phân tích đe dọa mơ hình hình thành vũ trụ

Những dao động nhiệt độ nhỏ xíu tìm thấy đồ vi sóng vũ trụ thường xem chứng cho thấy sao, thiên hà cấu trúc quy mô lớn khác phát triển từ nhiễu loạn mật độ vũ trụ sơ khai Nhưng nhà vật lí Mĩ tranh luận hùng hồn dao động quan sát thấy thật có nguyên nhân nguyên tử hydrogen thiên hà riêng Nếu ơng đúng, nhà vũ trụ học phải suy nghĩ lại tồn mơ hình họ tiến hóa vũ trụ

Trong plasma nóng bỏng vũ trụ sơ khai, ánh sáng cịn lại từ thời Big Bang khơng thể truyền xa mà không bị tán xạ electron Nhưng vũ trụ chừng 380.000 năm tuổi, đủ lạnh electron proton kết hợp lại hình thành nên nguyên tử hydrogen Các photon truyền tự khoảng cách lớn mà khơng bị tán xạ, mở rộng bước sóng vũ trụ dãn nở để trở thành vi sóng vũ trụ (CMB) – đồ cấu trúc vũ trụ sơ khai đông lại theo thời gian

Dữ liệu thu thập vệ tinh COBE vào năm 1993, thực quy mô lớn Thiết bị khảo sát vi sóng dị hướng Wilkinson (WMAP) vào năm 2003, cho thấy dao động nhiệt độ nhỏ xíu tràn ngập CMB Những dao động chứng tỏ vũ trụ sơ khai phân bố khối lượng, mà có vùng đậm đặc – mơ hình nhà vũ trụ học đề xuất – ươm mầm cho thiên hà cấu trúc vũ trụ khác mà thấy ngày

Nguyên nhân sai lầm

Gerrit Verschuur, nhà vật lí trường đại học Memphis, Mĩ, khơng đồng ý Ơng lưu ý dao động nhiệt độ WMAP ghi nhận có xu hướng trùng với phát xạ vô tuyến từ hydrogen trung hịa Dải Ngân hà Nói cách khác, dao động chẳng thể phận CMB (arXiv.org:0704.1125v2)

quan kết khảo sát LAB WMAP, ơng nói ơng tìm thấy 200 khu vực có liên quan

Nếu phân tích ơng xác, làm suy yếu mơ hình “vật chất tối lạnh lẽo” thiết lập rộng rãi tiến hóa vũ trụ, mơ hình phát biểu cấu trúc quy mô lớn phát sinh từ nhiễu loạn mật độ nhỏ vũ trụ sơ khai Theo nghiên cứu khảo sát WMAP, vật chất bình thường cấu thành 4% vũ trụ, cịn vật chất tối lượng tối bí ẩn tương ứng chiếm 24% 72% Mặc dù nhà khoa học WMAP phải cẩn thận khử nhân tố biết phát sinh từ trình Dải Ngân hà, Verschuur phát xạ hydrogen tương quan có khả phát sinh từ q trình khơng nhận biết

Gerrit Verschuur khẳng định phát xạ vô tuyến từ hydrogen thiên hà (hình trên) in dấu vết lên khảo sát WMAP vi sóng vũ trụ (hình dưới)

Phép phân tích thống kê

Tuy nhiên, đồng ý với nhà vật lí người Mĩ Kate Land thuộc trường đại học Oxford Anh Anže Slosar trường đại học Ljubljana Slovenia so sánh nhiều đồ từ khảo sát LAB WMAP dải tần quy mô khác kĩ thuật máy tính “Monte Carlo”, khơng tìm mối tương quan thống kê đáng kể (Phys Rev D

76 087301)

Như độ tin cậy kiểm tra trực quan, Land Slosar nhớ lại câu chuyện lề mà điểm định khảo sát WMAP chứa điều kiện ban đầu Stephen Hawking “Các tương quan nhin mắt dễ sai lạc”, họ kết luận

Khơng nản lịng

việc nghiên cứu trường hợp này, không lo ngại trước luận thống kê”, ơng nói

Nhưng Gary Hinshaw, nhà vật lí đội nghiên cứu WMAP Trung tâm Bay Không gian Goddard NASA, nghi ngờ kết luận Verschuur “Tơi có cảm giác chủ yếu phát sinh từ phép so sánh thị giác đồ không dựa phép phân tích thống kê chặt chẽ nào, nên kết chừng mực thật vặt vãnh”, ơng nói với physicsworld.com Nhắc đến nghiên cứu Land Sloslar, ông nói: “Tơi nghĩ báo thật đưa điều khẳng định vào giấc mộng”

Jon Cartwright (physicsworld.com, 16/11/2007)

“Hàn nano” tạo mối nối

Các nhà vật lí Mĩ vừa phát triển kĩ thuật hàn vật kích thước nano mà khơng làm nhiễm bẩn chúng Kĩ thuật sử dụng để tạo tiếp xúc điện cấu trúc tiên tiến ví dụ graphene việc chế tạo transistor nhỏ xíu cỗ máy nano

Đa số nhà nghiên cứu chế tạo tiếp xúc điện cấu trúc nano kĩ thuật khắc chùm electron – kĩ thuật đắt tiền tốn thời gian, gồm việc quét chùm electron ngang qua bề mặt mang “vật cản” polymer Điều quan trọng vật cản dung mơi dùng q trình để lại chất cặn làm nhiễm bẩn vật, ảnh hưởng bất lợi đến tính chất cuối chúng Không nhiễm bẩn

Hiện nay, Alex Zettl Caglar Girit trường đại học California Berkeley vừa đạt tới kĩ thuật “hàn nano” rẻ tiền, nhanh chóng khắc phục vấn đề Họ bắt đầu việc đặt vật tiếp xúc mặt vòng kẹp với hạt bột nhỏ indium – kim loại biết có tính bám dính với nhiều bề mặt - phía bên Trong quan sát qua kính hiển vi, nhà nghiên cứu đun nóng vịng kẹp lên điểm nóng chảy indium nhúng đầu nhọn tungsten nhiệt độ phòng vào hạt bột indium nóng chảy “bộ đảo micro” học để từ từ kéo đầu nhọn vòng kẹp

Trong bước cuối cùng, họ sử dụng đảo micro để định vị đầu nhọn vòng kẹp vật, nhanh chóng nâng vịng kẹp lên, làm tan chảy đầu nhọn vòng kẹp vật hai phía tiến lại tiếp xúc Một mối nối tạo ra, vật nóng bị lấy mối nối đặc lại (Appl Phys Lett.91 193512)

Điện trở thấp

các nhà nghiên cứu nhận thấy điện trở mối nối biến thiên từ 190 đến 1700 Ω, với giá trị trung bình 680 Ω, sánh với mối nối khắc electron tốt

Theo nhà nghiên cứu, kĩ thuật sử dụng để nối ống nano dây nano, graphene Hơn nữa, họ nói mở đường cho việc chế tạo cỗ máy nano mảnh-nối-mảnh cách làm tan chảy thành phần nhỏ lại với nhau, thay cho việc sử dụng phương pháp hóa học phức tạp

Belle Dumé (physicsworld.com, 16/11/2007)

Protein làm dịu nước

Các quan sống chứa protein nước tương tác phức tạp hai đối tượng người ta cho động lực cho nhiều q trình sinh học

Các nhà sinh lí học Mĩ vừa phát thấy protein gọi myoglobin có khả phối hợp chuyển động phân tử nước xung quanh, làm chúng chậm đáng kể - có lẽ cho phép tương tác định xảy (PNAS 104 18461) Đội nghiên cứu chuyển động phân tử nước liên quan đến hình dạng chức protein – thơng tin giúp cải tiến mơ máy tính động lực học protein đưa đến hiểu biết tốt bệnh tật, ví dụ bệnh Anzheimer Parkinson, chứng bệnh liên quan đến thay đổi hình dạng mạnh mẽ protein

Protein chuỗi dài amino acid nối với thành cấu trúc rắn Chúng tìm thấy thể sống, chúng tiến hành vơ số cơng việc từ việc bổ chặt thực phẩm thành thành phần phân tử việc co cho phép chuyển động Để thực nhiệm vụ chúng, đa số protein phải nối với thay đổi hình dạng chúng theo kiểu điều khiển – chúng không ngớt bị xô đẩy chuyển động nhiệt nhanh phân tử nước xung quanh

Các tương tác phù du

Các nhà sinh lí học từ lâu nghi ngờ tương tác protein phân tử nước xung quanh – trình gọi tên hydrat hóa protein – giữ vai trị quan trọng việc nối kết chức protein Tuy nhiên, tương tác khó nghiên cứu chúng phù du – tồn chưa tới phần tỉ giây

Đội nghiên cứu chuẩn bị protein gọi myoglobin (protein tải oxy cơ) với tryptophan nằm vị trí biết dọc theo sợi protein Sau đó, đội nghiên cứu bắn xung ánh sáng cực tím 90 fs (9 10-14s) vào protein Bằng cách quan sát ánh sáng phát từ tryptophan, họ phát thấy nước liền kề protein chuyển động theo hai kiểu khác biệt

Ảnh minh họa myoglobin Dongping Zhong đồng protein điều khiển chuyển động phân tử nước lân cận

Chuyển động tập thể

Một mode chuyển động chuyển động tập thể “chậm” lớp nước dày ba phân tử bao quanh protein Chuyển động “chậm” xảy quy mơ thời gian 20 – 200 ps (20 – 200 10-12s) khác với chuyển động “nhanh” (1-8 ps) phân tử nước riêng lẻ mà đội nghiên cứu phát khoảng cách lớn tính từ protein Cả hai loại chuyển động chậm nhiều so với chuyển động phân tử nước khơng có mặt protein

Zhong đồng phát thấy giá trị khoảng thời gian chậm phù hợp tốt với thay đổi tính chất bề mặt cục định myoglobin, bao gồm điện tích tính dẻo Cả hai tính chất biết nhân tố quan trọng xác định cách thức protein thay đổi hình dạng

Trong nước có cấu trúc phân tử đơn giản, nhà sinh lí học lại cố gắng tìm hiểu cách thức tương tác với protein chiều dài quy mô thời gian nghiên cứu đại học bang Ohio, thay cho việc dựa mơ máy tính Theo Zhong, phát đội nghiên cứu ông chuyển động tập thể chậm nước đặt nghi vấn giá trị mơ hình máy tính – quy mơ thời gian sử dụng “Chúng tin mô cần phải thay đổi”, ơng nói

André Brown (physicsworld.com, 20/10/2007)

Kết nghi ngờ giá trị thí nghiệm axion

Những kết từ loạt thí nghiệm “chiếu ánh sáng qua tường”đã đặt giới hạn chặt chẽ lên tính chất axion – hạt giả định giải thích vật chất tối khó nắm bắt Kết thực thí nghiệm BMW Toulouse, Pháp, thí nghiệm GammeV Fermilab Mĩ, đưa vào vòng nghi vấn giá trị thí nghiệm tương tự khảo sát

Bằng chứng cho axion xuất hồi năm 2005, nhà nghiên cứu thí nghiệm PVLAS Italy lưu ý thấy quay nhẹ phân cực chùm laser truyền qua từ trường Mặc dù sau nhà nghiên cứu nhận thật sản phẩm thiết bị khơng phải tín hiệu axion đích thực, nhiều thí nghiệm khác bắt đầu xây dựng nhằm kiểm tra xem có hay khơng axion với loại thông số mà PVLAS đề xuất - ALPS phịng thí nghiệm DESY Đức; OSQAR CERN; LIPSS Phịng thí nghiệm Jefferson Mĩ; BMV GammeV

Nguyên lí tất thí nghiệm chiếu chùm laser qua từ trường lên tường dày có máy dị photon đặt phía bên Thơng thường khơng có chùm photon truyền qua tường cả, photon từ trường kết hợp với photon khác chùm laser tạo axion, axion truyền xuyên qua tường mà không bị trở ngại Một xuyên qua, axion chuyển hóa trở lại thành photon để ghi tín hiệu lên máy dị, nhờ chứng minh cho tồn axion

Thí nghiệm BMW GammeV khơng phát tín hiệu Đội nghiên cứu BMW bác bỏ tồn axion với khối lượng thông số ghép đôi photon PVLAS với độ xác định 99,9% (Phys Rev Lett 99 190403), đội nghiên cứu GammeV nâng giá trị xác định lên tới 99,9999% (arXiv:0710.3783v1) Đội GammeV đặt ràng buộc mạnh lên cường độ ghép đôi axion với photon – giả sử nó có khối lượng xấp xỉ meV – thấp × 10-7 GeV-1

Những phép kiểm tra “không cần thiết”

đặc biệt để tìm kiếm hạt giống axion ngưỡng khối lượng số ghép đôi kết luận”, ơng nói

Các nhà nghiên cứu thí nghiệm BMW (Birefringence Magnetic du Vide) Toulouse, Pháp

Laser thí nghiệm GammeV Fermilab, Mĩ

Trong số có hạt nhẹ ví dụ hạt tiên đốn mở rộng “siêu đối xứng” Mơ hình Chuẩn vật lí hạt Với chút cải tiến, ơng nói, thí nghiệm có khả phát hạt “tắc kè hoa” giả định Những hạt thế, với biến đổi khối lượng phụ thuộc vào mật độ vật chất mà chúng kiểm sốt, giải thích cho dãn nở gia tốc vũ trụ

“Tơi nghĩ thí nghiệm [axion] sớt qua chút xíu địa hạt trước khơng biết tới”, Ringwald nói “Những thí nghiệm khác ALPS OSQAR có khả thật đào bới sâu vào không gian thông số trước chưa khám phá”

Jon Cartwright (physicsworld.com, 21/11/2007)

Ngọc mắt mèo lóng lánh nhờ uranium

Tính chất quang học tuyệt đẹp ngọc mắt mèo kết lượng nhỏ uranium có mặt viên đá q hình thành, theo nhà nghiên cứu Australia Họ khẳng định nghiên cứu họ đưa đến việc sản xuất ngọc mắt mèo nhân tạo cho tia gamma phát uranium cháu phóng xạ đưa nhà địa chất đến với lớp trầm tích đá quý nằm lòng đất

Ngọc mắt mèo cấu thành từ silic vơ định hình chất khiến cho khó tìm thấy viên ngọc ln bị bao quanh đá khác chất cấu tạo Ngọc mắt mèo “quý” khác xa viên ngọc phổ biến giá trị chỗ chứa cầu silic đường kính khoảng 200 nm xếp thành siêu mạng đặn Sắp xếp mang lại cho viên ngọc “trò chơi màu sắc” tiếng – màu khác xuất nhìn viên ngọc từ góc khác – có nguyên nhân nhiễu xạ ánh sáng siêu mạng

Hiện nay, nhà địa chất Brian Senior nhà vật lí Lewis Chadderton vừa phát thấy siêu mạng cầu hình thành có mặt lượng nhỏ uranium sản phẩm phân rã Sử dụng kĩ thuật phân tích quang phổ học electron phân tích hoạt hóa neutron với mơ hình lí thuyết q trình trầm tích, đội nghiên cứu số nguyên tố nặng tạo phân rã uranium tác dụng “hạt giống” cho hình thành cầu silic trầm tích

Đo tốc độ tia gamma

Uranium làm cho ngọc mắt mèo quý phóng xạ mạnh nhiều so với đất đá gốc silic xung quanh, chúng có xu hướng có mức độ phóng xạ thấp Với quan điểm này, Senior Chadderton theo công cụ chuẩn kĩ thuật khảo sát dầu khí gọi đo tốc độ tia gamma để tạo kĩ thuật tìm kiếm ngọc mắt mèo quý

Kĩ thuật họ gồm việc khoan ba lỗ vùng nghi vấn có ngọc mắt mèo xuất Người ta hạ máy dò tia gamma natri iođua tời vào lỗ số đo thực 15 cm Dữ liệu thu thập máy tính xách tay hệ thống lắp đặt phía sau xe bốn bánh Nếu mức độ tia gamma cao phát hiện, liệu từ ba lỗ khoan lập thành tam giác để định vị tâm lớp trầm tích

Đội nghiên cứu sử dụng kĩ thuật họ tìm kiếm trầm tích vài nơi Australia Senior, người điều hành công ti tư vấn riêng ông, tin kĩ thuật mối lợi cho cơng nghiệp khai khống ngọc mắt mèo Australia – sản xuất 90% ngọc mắt mèo quý giới, ông mô tả “nền cơng nghiệp nhà tranh”

Chadderton, người làm việc trường Đại học quốc gia Australia Canberra, nói với physicsworld.com đội nghiên cứu sử dụng hiểu biết họ hình thành ngọc mắt mèo để tạo ngọc nhân tạo Cũng sử dụng làm đồ kim hồn, Chadderton tin hịn ngọc tạo tác thành tinh thể photon tính Các chất dùng để điều khiển ánh sáng theo cách giống với chất bán dẫn dùng để điều khiển dịng điện – đặc điểm khiến cho chúng có ích hệ truyền thông sợi quang Senior Chadderton công bố kết họ số sách phát hành tờ The Australian Gemmologist

Hamish Johnston (physicsworld.com, 22/11/2007)

Phát pha Berry qubit bán dẫn

Một đội nhà vật lí quốc tế người cách thức thơng tin lưu trữ điều khiển bit lượng tử bán dẫn “pha Berry” – tính chất hình học bí truyền hệ lượng tử

tính tốn lượng tử thực tế - bit lượng tử có xu hướng nội dung thông tin lượng tử chúng cách nhanh chóng theo thời gian

Nếu hạt cổ điển ví dụ hịn đá chịu q trình tuần hồn – bị đun nóng từ từ sau làm lạnh trở lại nhiệt độ ban đầu chẳng hạn – khơng có cách nói từ hịn đá làm lạnh bị đun nóng nào, hay bị đun nóng sau Tuy nhiên, điều tương tự không áp dụng cho hạt lượng tử ví dụ electron, hạt chừng mực giữ “kí ức” đường q trình tuần hồn Kí ức tồn dạng chênh lệch pha trạng thái lượng tử ban đầu cuối lần đề xuất Michael Berry vào năm 1984

Pha Berry hiệu ứng “hình học” xảy khơng gian trừu tượng định nghĩa trạng thái lượng tử trực giao hệ Một tính chất then chốt pha Berry khơng phụ thuộc vào đường qua không gian này, mà phụ thuộc vào diện tích giới hạn chu trình Thành pha hữu ích cho người thiết kế máy tính lượng tử, liệu lưu trữ xử lí dạng bit lượng tử (hay qubit) thông tin

Qubit pha Berry bán dẫn Dây gợn sóng phần cộng hưởng vi sóng với qubit Qubit biểu diễn hình phía cấu trúc mỏng biểu thị

mũi tên màu trắng

Hiện tượng pha giữ vai trị quan trọng thơng tin lượng tử, việc điều khiển pha qubit tương ứng với việc tiến hành phép tính logic Bằng cách lặp lại hệ chu trình khép kín, pha Berry, hình học, dùng để tiến hành phép toán

Bàn tay run rẩy

luôn đối tượng cho lượng nhiễu nhỏ, chúng rốt phá hủy chất lượng tử qubit, làm cho trở nên vô dụng Tuy nhiên, hiệu ứng nhiễu điều khiển pha Berry qubit ví việc vẽ vịng trịn với bàn tay run rẩy – chừng đường cong mở khép kín diện tích xác điều khiển qubit cịn xác

Các phép tính lượng tử dựa pha Berry thu cộng hưởng từ hạt nhân hệ ion bị bẫy Tuy nhiên, công nghệ lớn khó điều khiển nhiều nhà vật lí tin thật khó mà lắp ráp chúng vào máy tính lượng tử thực tế Tuy nhiên, qubit bán dẫn dựa chất siêu dẫn có thể, nguyên tắc, ngày sản xuất với kích thước khối lượng tối thiểu hóa

Hiện nay, Peter Leek đồng ETH Zurich với nhà nghiên cứu Canada Mĩ chứng minh qubit bán dẫn dựa pha Berry Kết họ công bố ngày hôm tờ Sciencexpress

Qubit nhôm

Qubit đội nghiên cứu mẫu nhơm kích thước micromét, nhôm chất siêu dẫn nhiệt độ thấp Ở trạng thái lượng thấp nó, chất siêu dẫn chứa số lượng định electron ghép đơi trạng thái kích thích chứa số lượng cộng thêm cặp electron

Nhơm đặt vào sợi dây siêu dẫn dài milimét đóng vai trị cộng hưởng vi sóng Tần số cộng hưởng cộng hưởng thiết đặt khác với tần số chuyển trạng thái qubit – đóng vai trị cách li qubit khỏi mơi trường xung quanh Tuy nhiên, tần số cộng hưởng thay đổi tùy thuộc vào trạng thái qubit, cho phép nhà nghiên cứu theo dõi trạng thái qubit cách bơm photon vi sóng đơn lẻ vào cộng hưởng

Sau đội nghiên cứu thiết đặt số tín hiệu vi sóng khác cho cộng hưởng Mỗi tín hiệu làm cho qubit tuân theo lộ trình khép kín diện tích khác Hiện tượng mang lại số góc khác pha Berry, chúng đo kĩ thuật đơn photon

“Đây nghiên cứu quan trọng hạnh phúc thực hiện”, theo lời Jiannis Pachos thuộc trường đại học Leeds Anh, người đề xướng pha Berry cho tính tốn lượng tử Pachos nói với physicsworld.com bước cho nhà vật lí xây dựng cổng hai qubit bán dẫn dựa pha Berry – điều thực qubit ion bẫy

Tuy nhiên, điều có khả khó thực “Việc điều khiển hệ hai qubit bán dẫn chậm chân phía sau hệ khác”, Pachos nói Peter Leek nói với physicsworld.com đội nghiên cứu “đang nghĩ cách thực điều bây giờ”

Chất siêu dẫn nhiệt độ cao

Bức xạ điện từ ngưỡng terahertz có nhiều ứng dụng tiềm năng, từ việc dị tìm chất nổ chẩn đoán bệnh ung thư Nhưng nằm vùng vi sóng hồng ngoại, xạ terahertz khơng dễ phát sinh – tần số cao để tạo dụng cụ bán dẫn, lại thấp để tạo laser bán dẫn Tuy nhiên, nhà nghiên cứu đến từ Mĩ, Thổ Nhĩ Kì Nhật Bản vừa “khe terahertz” lấp đầy cách khai thác tiếp giáp Josephson vốn sẵn có chất siêu dẫn nhiệt độ cao

Tiếp giáp Josephson, gồm hai chất siêu dẫn cách lớp chất cách điện mỏng, biết rõ hiệu ứng lượng tử kì lạ Đặc biệt, thiết đặt hiệu điện cố định hai đầu tiếp giáp tạo siêu dòng điện dao động, làm cho tiếp giáp phát photon tần số phù hợp với khe lượng chất siêu dẫn Nói cách khác, tiếp giáp Josephson tạo xạ điện từ

Thật không may, khe lượng tiếp giáp Josephson chế tạo phịng thí nghiệm, dựa chất siêu dẫn thơng thường ví dụ niobium, thật q nhỏ để phát xạ terahertz Tồi tệ nữa, tiếp giáp không phát nhiều công suất Các nhà nghiên cứu thử dựng lên dãy tiếp giáp để nâng cao cơng suất, thật khó đồng hóa tiếp giáp để tạo chùm xạ kết hợp tất bước sóng đồng pha với

Ulrich Welp Phịng thí nghiệm quốc gia Argonne đồng vừa cho biết cấu trúc chất siêu dẫn nhiệt độ cao “BSCCO” cho phép phát xạ terahertz (1012Hz) Cấu trúc đó, gồm

nhiều lớp xen kẽ CuO2 siêu dẫn (màu xanh) BiO SiO cách điện (màu trắng), đóng vai trị

giống chồng tiếp giáp Josephson Khi đặt hiệu điện ổn định hai đầu chúng, dòng điện dao động thiết đặt phát xạ Điều quan trọng nhóm Welp nhận làm khớp tần số với mode cộng hưởng toàn vật, tất tiếp giáp Josephson bắt đầu phát

Cấu trúc xếp lớp

Ulrich Welp Phịng thí nghiệm quốc gia Argonne đồng khẳng định hai vấn đề giải với chất siêu dẫn nhiệt độ cao Không giống chất siêu dẫn thông thường, chất siêu dẫn nhiệt độ cao không cần phải chế tạo thành tiếp giáp Josephson chúng tự nhiên chứa tiếp giáp qua cấu trúc phân lớp độc vơ nhị Chúng có khe lượng tương đối lớn đưa đến khả phát xạ tốt ngưỡng terahertz

Tuy nhiên, điều quan trọng nhóm Welp phát cách đơn giản nhằm đồng hóa pha tiếp giáp Josephson “nội tại” chất siêu dẫn nhiệt độ cao để phát công suất miliwatt (Science318 1291) “Nhiều ứng dụng cảm biến ghi ảnh đa dạng hình dung cho xạ terahertz ngưỡng công suất này”, Welp nói

Các nhà nghiên cứu làm việc với chất siêu dẫn nhiệt độ cao Bi2Sr2CaCu2O8,

cịn gọi BSCCO, có chồng tiếp giáp Josephson nội hình thành lớp rải rác CuO2 siêu dẫn BiO SrO cách điện Đặt hiệu điện hai đầu

vật mẫu BSCCO làm cho tất tiếp giáp nội phát xạ điện từ tần số định – không thiết pha

Tương tự laser, thủ thuật phát xạ đồng pha thay đổi hiệu điện tần số phát phù hợp tần số cộng hưởng hộp Ở tần số này, điện trường tự triệt tiêu mode pha, nên tiếp giáp “khuyến khích” đồng hóa Ban đầu, vài tiếp giáp phát pha, tăng cường xạ làm cho nhiều tiếp giáp cộng hưởng thêm cuối tồn chồng tiếp giáp đồng pha với

Welp đồng chế tạo mẫu BSCCO với chiều cao khoảng 300 µm Kích thước cho chừng 200.000 chồng tiếp giáp Josephson nội, phát 0,5 µW xạ tần số lên tới 0,85 GHz Welp nói với physicsworld.com tối ưu hóa kĩ thuật, ơng hi vọng cơng suất tăng lên mW Mức cơng suất sử dụng, chẳng hạn, máy bay để tìm kiếm “dấu vân tay” phổ chất nổ, ông thừa nhận dụng cụ thương mại sử dụng phát nhóm ơng chừng mực khó thực “Nói chung, cơng suất sẵn có cao tỉ số tín hiệu so với nhiễu tốt người ta tiến hành hoạt động ghi ảnh theo dõi nhanh linh động hơn”, Welp nói

Jon Cartwright (physicsworld.com, 23/11/2007)

Phần mềm theo dõi sóng “thủy quái”

này, có khả đảm nhận vai trị hệ thống cảnh báo sớm cho thủy thủ hay người biển khác

Những sóng to biết hình thành, ví dụ, sóng nhỏ di chuyển vào dòng nước chống đối mạnh gần bờ biển Tuy nhiên, nhà khoa học khơng thể giải thích sóng thủy quái, cao 30 m so với sóng khác xung quanh, đơi xuất đại dương bao la

Mặc dù nguồn gốc chúng khơng tiên đốn được, Jose Nieto Borge đến từ trường đại học Alcala, Madrid, Tây Ban Nha, với đội nghiên cứu đứng đầu Wolfgang Rosenthal Trung tâm nghiên cứu GKSS Đức, vừa thiết kế phần mềm có khả tiên đốn hành trình sóng thủy quái Phần mềm họ làm sáng tỏ ảnh chụp tức thời lúc hình thành để theo dõi tiến hóa sóng thủy qi thời gian khơng gian, thay cho kĩ thuật có sử dụng phao, dụng cụ theo dõi chiều cao sóng điểm cố định đại dương

Những tín hiệu phức tạp

Các tín hiệu radar từ bề mặt đại dương không mang lại đồ tương ứng chiều cao sóng, mà phụ thuộc vào vài yếu tố độ gồ ghề mặt biển độ nghiêng sóng Để loại trừ đóng góp khơng mong đợi này, phần mềm Nieto Borge đồng sử dụng “phép biến đổi Fourier 3D” máy tính chuyển hóa liệu radar thơ, tiến triển theo thời gian thành phổ tần số số sóng

Theo lí thuyết động lực học chất lưu, phải có phụ thuộc tần số số sóng sóng, gọi quan hệ tán sắc Bằng cách kiểm tra giá trị quan hệ cho thành phần, thuật tốn trích đóng góp từ sóng thực tế Bước cuối cùng, phép biến đổi Fourier 3D ngược chuyển hóa phổ trở lại thành đồ tiến triển theo thời gian, kiểm tra cách so sánh lượng sóng nhiễu

mềm khơng hạn chế với việc theo dõi sóng thủy quái – Nieto Borge tìm cách làm sử dụng để tiên đốn quỹ đạo vết dầu tràn

Jon Cartwright (physicsworld.com, 23/11/2007)

TASER không gây chứng loạn nhịp tim

Một nghiên cứu tác động TASER lên tim người động vật cho thấy loại vũ khí khơng chắn gây nguy hại cho tim người Cơng trình thực nhà nghiên cứu Anh bao gồm thí nghiệm phịng thí nghiệm mơ máy tính Đội nghiên cứu kết luận chống váng từ vũ khí khơng đủ để làm cho tim đập thất thường

TASER loại vũ khí ức chế điện sử dụng pin hoạt động cách bắn hai râu buộc lại vào người sau gửi xung điện cao qua dây râu Trong việc gây co không chủ ý đau đớn mạnh mục tiêu bất hạnh, TASER nhiều lực lượng cảnh sát sử dụng chọn lựa gây chết người thay cho súng lục cầm tay Tuy nhiên, vài người tử vong sau bị chạm TASER, đưa đến số tranh luận lo ngại tác dụng có hại tiềm tàng dụng cụ tim

Hiện nay, chương trình nghiên cứu đa ngành Viện Khoa học Công nghệ Bộ Quốc phòng Anh (Dstl) khảo sát khả va chạm từ hai TASER thương mại: M26 X26 làm cho tim người đập thất thường – chứng bệnh gọi loạn nhịp tim Để làm vậy, nhà nghiên cứu áp dụng dạng sóng TASER lên mơ thể người số hóa lập mơ hình dịng điện chạy tim Những dịng điện giả cách sau áp dụng cho tim chuột lang ống nghiệm (Phys Med Biol.52 7193 )

Kết gây sốc

TASER dùng nghiên cứu hãm lại sóng sin: M26 phát dạng sóng 50 kHz với dòng điện 10-12 A, cực đại điện khoảng 1000 V độ dài xung 50 µs; X26 phát sóng 120 kHz với cực đại điện khoảng 300 V độ dài xung 120 µs Đội nghiên cứu áp dụng dạng sóng cho lồng ngực trước mơ hình số thể người sử dụng khoảng cách ném 225 mm – khoảng cách gây mật độ dòng điện cao tim

Khi sử dụng mơ hình điện từ máy tính, đội nghiên cứu xác định thấy TASER M26 cảm ứng mật độ dòng điện tuyệt đối cực đại khoảng 0.66 mA/mm2, trải vùng trịn đường kính xấp xỉ 25 mm tâm thất phải (bên động mạch trên) Đối với TASER X26, cực đại mật độ dòng điện tuyệt đối cao 0.11 mA/mm2, trải vùng tương tự

Trái tim, cắt khỏi thể động vật, đập tự phát Các dạng sóng M26 X26 áp dụng lên mặt tim điện cực Ở mật độ dòng điện cực đại tiên đốn mơ hình người (0.66 0.11 mA/mm2), xung khơng làm cho tim đập thất thường Thật vậy, mật độ dòng điện hai dụng cụ phải tăng lên 60 lần trước nhịp tim loạn xạ trông thấy

Như kết mơ thí nghiệm, đội nghiên cứu kết luận có biên an toàn rộng cường độ TASER chạm tới mức độ mà tim người đập thất thường Tuy nhiên, đội nghiên cứu thật lưu ý nhân tố ví dụ tàn phá rượu hay số loại thuốc, hay chứng bệnh tim có sẵn, làm giảm biên an tồn số cá nhân

“Bài báo mang lại bước quan trọng việc xác định tác dụng điện sinh học TASER lên tim”, theo lời Brad Roth, phó giáo sư khoa vật lí trường đại học Oakland Rochester, Michigan “Tơi có nhiều quan tâm TASER, cảm ứng chứng loạn nhịp tim khơng q hóc búa ban đầu tơi dự đốn”

“Với tranh luận xung quanh việc sử dụng TASER, có nghiên cứu đáng kinh ngạc an tồn nó”, Kenneth Foster, giáo sư công nghệ sinh học kĩ sư điện trường đại học Pennsylvania nói “Chúng ta dự đốn nguy chứng rối loạn tim thấp, thị trường TASER quốc tế bn bán thứ vũ khí cách gửi chúng đến quan cảnh sát hàng trăm quan cảnh sát sử dụng chúng mà khơng gặp rủi ro Tuy nhiên, cần có nghiên cứu tốt thực để củng cố cho kết luận này”

Tami Freeman (physicsworld.com, 26/11/2007)

Động máy lạnh nhỏ xíu

Các nhà vật lí vừa tiết lộ kế hoạch nhắm tới động nhỏ xíu sử dụng chuyển động nhiệt ngẫu nhiên phân tử chất khí để xoay trục xe Dụng cụ đó, gọi “động kiểu Brown”, chạy ngược để đảm nhận vai trò máy lạnh Mặc dù dụng cụ chưa chế tạo được, hàng nghìn dụng cụ ngày tích hợp chip để làm mát máy tính dụng cụ điện tử khác

Chuyển động nhiệt ngẫu nhiên phân tử nhỏ xíu chất lưu lần báo cáo Robert Brown vào năm 1827 kể từ nhà nghiên cứu cố gắng nghĩ cỗ máy chuyển hóa chuyển động Brown thành cơng có ích Tuy nhiên, hứng thú động máy lạnh kiểu Brown nâng lên 10 năm qua nhờ tập trung không ngừng vào công nghệ nano công nghệ sinh học – hai lĩnh vưc mà dụng cụ sử dụng

ra chuyển động Brown dùng để tạo máy lạnh nhỏ xíu truyền nhiệt từ vùng lạnh sang vùng ấm cánh hình dạng đặc biệt di chuyển dọc theo rãnh

Rotor hình ốc sên

Tuy nhiên, Van den Broeck Martijn van den Broek thuộc trường đại học Hasselt Mĩ vừa nghĩ cỗ máy quay hoạt động động máy lạnh Brown (arXiv:0711.1758v1) Dụng cụ họ gồm hai rotor xoắn ốc hình ốc sên gắn lên trục xe cách màng mỏng (xem hình) Một rotor nằm chất khí lỗng nóng, cịn rotor nằm chất khí lạnh

Khi hoạt động động cơ, phân tử chất khí ấm va chạm với rotor, truyền cho số động chúng Một số lượng truyền qua trục xe đến rotor kia, đến lượt rotor truyền phần động cho phân tử chất khí lạnh Vì xoắn ốc hai rotor hướng theo hai hướng ngược nhau, nên trao đổi lượng tác dụng mơmen xoắn nhỏ xíu lên dụng cụ, làm cho quay Tính tốn cho thấy động quay lên tới 1000 lần giây, phụ thuộc vào gradient nhiệt độ màng

Động máy lạnh Brown đề xuất Van den Broeck van den Broek: Các rotor (cấu trúc màu vàng) ảnh qua gương nhau, chúng mẫu thuận trái thuận phải Chúng cách màng

(vùng màu xanh) cho rotor nằm bể nhiệt độ khác

Trong mơ số hóa họ, đơi nghiên cứu khảo sát số hình dạng kích thước khác rotor dày khoảng – 10 nm bề ngang chừng – 12 nm Van den Broeck nói với physicsworld.com thách thức lớn việc thiết kế động tạo hình dạng thích hợp, điều thực mơ máy tính

Thiết kế kiểu thỏa hiệp

Thiết kế rotor xoắn ốc họ thỏa hiệp nhu cầu rotor “ảnh qua gương” không đối xứng, yếu tố nâng cao khả khai thác chuyển động Brown chúng, nhu cầu tối thiểu hóa lực ma sát mà dụng cụ quay gặp phải, lực ma sát làm giảm hiệu suất làm động lẫn làm máy lạnh

Theo Van den Broeck, ống nano carbon dùng để chế tạo cỗ máy, hàng nghìn rotor nhỏ xíu tích hợp chip dùng để làm máy chip máy tính hay dụng cụ điện tử khác Ông tin rotor có ích việc chế tạo hệ công nghệ sinh học việc điều chỉnh cẩn thận nhiệt độ cần thiết để đảm bảo cho phản ứng hóa sinh định xảy tốc độ mong muốn

Hamish Johnston (physicsworld.com, 27/11/2007)

Các thiên hà sớm tiết lộ vật chất tối lạnh lẽo

Các nhà thiên văn vừa phát số thiên hà hình thành sớm từ trước đến Cái gọi nguyên mẫu thiên hà tồn cách chừng 11 tỉ năm việc phát chúng củng cố thêm cho mơ hình “vật chất tối lạnh” cách thức vũ trụ tiến hóa sau Big Bang

Tổng cộng 27 nguyên mẫu thiên hà tìm thấy đội quốc tế sử dụng Kính thiên văn Rất Lớn Chile Dữ liệu từ đài quan sát giúp nhà thiên văn vật lí trau chuốt cho mơ hình hình thành thiên hà

Người ta tin thiên hà hình thành chừng tỉ năm sau vũ trụ khai sinh vào thời Big Bang – kiện xảy cách chừng 14 tỉ năm Các nhà thiên văn vật lí tin vào khoảng thời gian này, vật chất tối lạnh – chất liệu vơ hình chiếm 95% khối lượng vũ trụ - bắt đầu tập hợp lại thành cụm nhỏ sức hút hấp dẫn riêng Những cụm sáp nhập lại với nhau, tạo cụm lớn hơn, cụm hóa lại kết hợp lại thành cụm cịn lớn

Những

Về nguyên tắc, nguyên mẫu thiên hà khả kiến ánh sáng phát từ số cấu trúc xa xôi ngày chạm đến Trái Đất Tuy nhiên, ánh sáng mờ nhạt nhà thiên văn phải vật lộn phát – thay họ phải suy luận tồn nguyên mẫu thiên hà từ khả biểu kiến chúng làm ngăn chặn xạ từ nơi xa

Kính thiên văn Rất Lớn Paranal, Chile

Các nhà thiên văn phát nguyên mẫu thiên hà nhánh nhỏ bầu trời sử dụng Kính thiên văn Rất Lớn (VLT) Đài quan sát nam châu Âu (arXiv 0711.1354v1) Quan sát thực từ năm 2004 đến năm 2006 thời gian tổng cộng 92 giờ, cho phép đội nghiên cứu phân giải vật thể mờ nhạt xa xôi

Hệ thống hãm alpha Lyman

hiện xuất phát từ 27 vật thể xa xơi lệch bước sóng ánh sáng DLAS xác nhận thiên hà tồn khoảng tỉ năm sau Big Bang

“Những quan sát xác nhận nghiên cứu lí thuyết đề xuất thiên hà giống thiên hà hình thành hợp nguyên mẫu thiên hà nhỏ bé ban đầu lịch sử Vũ trụ”, theo lời Andy Bunker thuộc Đài quan sát Anglo-Australia Sydney, người nhà lãnh đạo nghiên cứu

Theo thành viên đội nghiên cứu Cedric Lacey, nhà thiên văn vật lí trường đại học Durham Anh, liệu VLT cho phép nhà thiên văn tính số lượng có ngun mẫu thiên hà Thông số thông số khác trích từ quan sát sau sử dụng để cải thiện mơ hình hình thành thiên hà

Lacey nói với physicsworld.com “khơng có đặc biệt” phần bầu trời nơi ngun mẫu thiên hà tìm thấy “Nó mảng trung bình bầu trời”, ơng nói, “có nghĩa nhìn thấy [các ngun mẫu thiên hà] theo hướng”

Giống xảy với nhiều khám phá khoa học, nguyên mẫu thiên hà tìm thấy sai sót Đội nghiên cứu thật tìm kiếm chứng huỳnh quang alpha Lyman, nhờ mà xạ tạo không sau Big Bang tương tác với hydrogen toàn vũ trụ, làm cho lóe lên vùng tử ngoại Theo Lacey, đội nghiên cứu nhìn thấy chứng huỳnh quang đề nghị có nhiều thời gian VLT để nghiên cứu cách chi tiết

Hamish Johnston (physicsworld.com, 28/11/2007)

Kim tinh thời xuân trẻ giống với Trái Đất

Những kết từ phi thuyền Venus Express ESA mang thêm sức nặng cho lí thuyết phổ biến cho hành tinh song sinh với có khí hậu giống với khí hậu Trái Đất, từ tiến hóa thành nơi giống địa ngục Trong số kết chứng minh Kim tinh làm nước kết hiệu ứng nhà kính mức, mẫu chứng chắn cho thấy Kim tinh nhà vụ bùng phát sấm chớp cao

Được hình thành gần lúc, quỹ đạo gần so với hai hành tinh khác hệ Mặt Trời có bán kính chênh lệch 5%, thật khơng có ngạc nhiên Trái Đất Kim tinh thường xem cặp song sinh Nhưng bề mặt cằn cỗi Kim tinh với nhiệt độ lên tới 450oC – cao Thủy tinh – khiến cho bầu khí hậu khác xa với Trái Đất ẩm ướt mát mẻ

của nhà khoa học đề xuất, Trái Đất Kim tinh có khí hậu giống hay khơng hai người anh em cịn xn trẻ tiến hóa theo lộ trình biến đổi khác Hiện nay, sau năm phân tích kể từ tàu thăm dò đến Kim tinh vào tháng năm 2006, nhà khoa học chắn mơ hình xác

Tàu thăm dị Venus Express Cơ quan Không gian châu Âu (ESA)

Mất nước

Mặc dù ánh sáng Mặt Trời Kim tinh có cường độ gấp đơi so với Trái Đất, đám mây acid sulphuric tràn ngập khắp nơi phản xạ hầu hết ánh sáng Mặt Trời ngồi khơng gian Các mơ hình tiến hóa Kim tinh tiên đốn nhiệt hành tinh kết lượng khổng lồ carbon dioxide khí – khơng giống Trái Đất, chúng khơng hịa tan vào nước sau kết tủa thành đá vơi Hiện tượng gây phiên “phi mã” hiệu ứng nhà kính, làm gia tăng nhiệt độ toàn đại dương sôi lên bốc hết Ánh sáng Mặt Trời sau làm phân tách nước thu thành thành phần oxygen hydrogen

Hồi cuối thập niên 1970, sứ mệnh Pioneer NASA tìm thấy số lượng chút hydrogen so với đồng vị deuterium nặng hơn, cho thấy phần nhiều hydrogen bị vào khơng gian hiệu ứng nhà kính phi mã mơ hình tốt Nay nhóm nghiên cứu đứng đầu Jean-Loup Bertaux trường đại học Pierre Marie Curie Pháp phân tích liệu quang phổ học từ Venus Express xác nhận tỉ số hydrogen so với deuterium cao (Nature450 646)

Fred Taylor, nhà khoa học khác sứ mệnh Venus Express, nói với physicsworld.com khơng có nơi Trái Đất có mức độ carbon dioxide cao Kim tinh, chế hiệu ứng nhà kính giống “Trái Đất vào đường cong nối với Kim tinh”, ơng nói “Tất nhiên, thời gian cịn lại cho lồi người lâu trước đến đó”

khai thác liệu từ máy phân tích plasma Venus Express từ trường Mặt Trời kéo ion hydrogen oxygen khỏi Kim tinh gần xác tỉ số 2,1 chúng tìm thấy nước (Nature450 650)

Thời tiết bão tố

Kết từ Venus Express dàn xếp tranh luận xem, giống Trái Đất, Kim tinh hứng chịu bão sét Một nhóm nghiên cứu đứng đầu Christopher Russell đến từ trường đại học California Los Angeles, Mĩ, phân tích liệu lấy từ từ kế tàu thăm dò, phát thấy vùng xung quanh cực bắc Kim tinh phát sóng điện từ ngắn, tần số thấp – chứng phóng điện (Nature450 661)

“Các đám mây Kim tinh nằm cách bề mặt khoảng 50 km bầu khí dày, nên có khả khơng có sét đánh từ mây xuống đất”, Russell nói với physicsworld.com “Như nên trông đợi đa số tia sét phát sinh từ tầng mây đến tầng điện li Hành trình tương đối Trái Đất”

Phát biểu hội nghị kết ESA vào ngày hôm nay, Dmitry Titov, điều phối viên khoa học sứ mệnh Venus Express, kết luận việc nhấn mạnh khác biệt hai hành tinh nhóm “Bên có Hỏa tinh băng giá bên Kim tinh sơi sùng sục”, ơng nói “Thật may mắn có mặt vùng sống được… Cho đến chưa thể trả lời câu hỏi [tại khí Trái Đất Kim tinh ngày không giống nhau], Venus Express mang đến gần chân lí hết

Nhà vật lí người Anh đảm nhận vai trò chủ chốt nghiên cứu nhiệt hạch

Cựu ông chủ CERN, Chris Llewellyn Smith, chọn đảm nhận vai trò chốt thí nghiệm nhiệt hạch ITER trị giá 10 tỉ bảng xây dựng Cadarache miền nam nước Pháp Nhà vật lí lí thuyết 65 tuổi bầu vào ghế lãnh đạo ủy ban ITER họp lần thứ vào hơm 27/11

Ủy ban có tồn trọng trách với ngân quỹ tổ chức ITER Dự án hợp tác quốc tế Liên minh châu Âu, Mĩ, Nhật Bản, Trung Quốc, Nga, Hàn Quốc Ấn Độ hướng tới mục tiêu chứng minh cho tính khả thi nhiệt hạch nguồn lượng Llewellyn Smith giám đốc Ban chuyên trách Năng lượng nguyên tử Anh (UKAEA), tổ chức quản lí chương trình nhiệt hạch Anh điều hành Joint European Torus (JET) Culham, Oxfordshire Là người lâu chủ trương chương trình quốc tế cho thấy nhiệt hạch sử dụng để phát điện, Llewellyn Smith có ảnh hưởng tới đàm phán kéo dài nhằm xây dựng ITER, thiết bị đề xuất lần cách 20 năm

Trước trở thành giám đốc UKAEA vào năm 2003, Llewellyn Smith trưởng khoa Vật lí đại học Oxford từ năm 1987 đến năm 1992 Năm 1994, ông trở thành tổng giám đốc CERN năm trước trở thành chủ tịch hiệu trưởng trường đại học College London từ năm 1999 đến 2002

“Việc bổ nhiệm tơi phản ánh vai trị bật mà châu Âu nắm giữ nghiên cứu nhiệt hạch quốc tế, nhắm tới giải pháp sạch, an toàn cho nhu cầu lượng tương lai giới”, ơng nói

Nhu cầu lượng tương lai

ITER sử dụng từ trường mạnh để giam giữ plasma deuterium tritium trong thiết bị hình bánh rán gọi tokamak Các hạt nhân hợp hình thành nên hạt nhân helium neutron, với lượng thừa neutron chuyển hóa thành điện Tổ hợp thiết bị lên kế hoạch hoạt động vòng 10 năm tới

Phép kiểm tra Coulomb siêu nhạy

Các nhà vật lí Mĩ vừa nghĩ phương pháp kiểm tra định luật nghịch đảo bình phương Coulomb nhạy 10.000 lần so với phép đo trước Thí nghiệm, đội nghiên cứu xây dựng, gồm việc tìm kiếm vi phạm nhỏ định luật cách theo dõi cẩn thận hạt tích điện chúng qua ống kim loại Nếu phát hiện, lệch khỏi định luật Coulomb có tác động sâu sắc lên vật lí lí thuyết

Định luật nghịch đảo bình phương Coulomb phát biểu lực tương tác hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng Định luật tảng lí thuyết điện từ phát khơng xác phương trình Maxwell Mơ hình Chuẩn vật lí hạt cần phải sửa đổi Một hệ quan trọng khác vi phạm photon có khối lượng khác khơng – hệ khơng có chứng thực nghiệm

Thiết bị đề xuất để đo lệch khỏi định luật Coulomb: Các nguyên tử vào ống qua lỗ đầu bên trái hộp Một lọt vào, chúng bị ion hóa laser trước tách thành

hai chùm (đường chấm chấm) Các chùm tia sau kết hợp trở lại nên quan hệ pha chúng đo

Phép kiểm tra đáng kể gần định luật Coulomb tiến hành vào năm 1983, Richard Crandall Reed College Mĩ đo điện trường vỏ dẫn điện Ông kết luận mối quan hệ bình phương nghịch đảo (như định nghĩa số mũ -2) với độ xác phần 1017

Hiện nay, Dallin Durfee đồng trường đại học Brigham Young Utah vừa đề xuất thí nghiệm cịn nhạy nhiều dựa kĩ thuật gọi “giao thoa kế sóng vật chất hạt tích điện” (Phys Rev Lett.99 200401) Nó bao gồm việc gửi chùm nguyên tử xuống ống kim loại dài ba mét (xem hình) Một laser làm ion hóa nguyên tử, khiến cho chúng mang điện tích dương Chùm ion sau tách thành hai chùm song song gương cách tử quang học Hai chùm tia sau kết hợp trở lại đầu bên ống

Phép kiểm tra thách thức hệ quan trọng khác định luật Coulomb: điện trường bên vỏ dẫn điện độc lập với hiệu điện đặt vào vỏ Kết thay đổi pha cho thấy vi phạm xảy

Theo tính tốn đội nghiên cứu thực hiện, thí nghiệm họ nhạy với lệch khỏi định luật nghịch đảo bình phương với độ xác nhỏ cỡ phần 1022 Thí nghiệm Durfee cho biết photon có khối lượng mức khoảng 10-49 g hay khơng, giá trị tốt khoảng 100 lần so với giới hạn khối lượng

Hamish Johnston (physicsworld.com, 29/11/2007)

Neutrino khảo sát cấu trúc Trái Đất

Khơng có hố sâu 6000 km để dẫn quan sát, nhà khoa học hi vọng biết cấu trúc bên Trái Đất có vài chọn lựa ngồi việc theo dõi sóng địa chấn Tuy nhiên, kĩ thuật này, hoạt động mơ hình cách thức sóng bị ảnh hưởng tính chất đất đá, gián tiếp có khả không đáng tin cậy Một phương pháp thật trực tiếp, nhà nghiên cứu Tây Ban Nha, Nhật Bản Mĩ đề xuất, theo dõi tỉ lệ neutrino khí bị hấp thụ qua Trái Đất

Đây lần neutrino khí quyển, sinh tia vũ trụ va chạm với hạt nhân nguyên tử tầng khí quyển, đề xuất nhằm khảo sát cấu trúc Trái Đất Mặc dù hạt khơng tích điện, khơng có khối lượng thẳng qua Trái Đất mà không bị ngăn trở chúng có lượng thấp, lượng 10 TeV (1013 eV), chúng bị hấp thụ

Vì hấp thụ phụ thuộc vào mật độ môi trường truyền neutrino, nên neutrino qua lát mỏng Trái Đất gần bề mặt, chẳng hạn, khó bị hấp thụ neutrino truyền thẳng qua nhân đậm đặc Trái Đất Cho nên, cách đếm số lượng neutrino đến từ lát khác nhau, người ta thấy nơi chuyển tiếp nhân lớp bao bên xuất hiện, lớp cấu trúc khác

Tuy nhiên, đa số nhà khoa học bác bỏ việc sử dụng neutrino khí để khảo sát cấu trúc Trái Đất, chúng xuất mức lượng thấp Mặc dù người ta hi vọng neutrino vũ trụ lượng cao phát siêu nguồn thiên văn vật lí khác thích hợp, quan sát kính thiên văn neutrino AMANDA Nam Cực cho thấy nguồn hoi

Các neutrino bị phát kính thiên văn IceCube chúng tương tác với hạt nhân nguyên tử tạo muon, phát xạ Cerenkov

Quan sát lạnh

Tuy nhiên, khơng phải máy dị neutrino sử dụng cho cơng việc Các nhà nghiên cứu nghĩ số lượng đủ neutrino khí phát với kẻ kế vị AMANDA gọi IceCube – mạng gồm khoảng 70 cảm biến ánh sáng nằm dây chôn sâu km bên lớp băng Nam Cực

Kính thiên văn IceCube Nam Cực

Các neutrino qua lớp băng có hội tương tác với hạt nhân nguyên tử tạo hạt hạ nguyên tử gọi tên muon chuyển động tốc độ cao đồng thời phát gọi xạ Cerenkov Khi xạ chạm tới cảm biến ánh sáng IceCube, ghi lại có mặt neutrino

Trái Đất, tán xạ không đàn hồi, khả dao động – nghĩa thăng giáng neutrino theo loại, hay “mùi”, khoảng cách lớn

Các nhà nghiên cứu ước tính khoảng 1000 neutrino phải phát để quan sát chuyển tiếp mật độ từ nhân Trái Đất sang lớp bao với độ xác 99% Biết IceCube lắp đặt xong 13 số 70 dây cảm biến khơng hồn thành trước năm 2010, quan sát từ bốn năm đến chục năm

Mặc dù điều trơng lâu thông tin phép đo địa chấn mang lại, nhóm Gonzalez-Garcia báo họ phép đo lệ thuộc q nhiều vào mơ hình chưa xác nhận phương pháp độc lập “Trường hợp quan sát trực tiếp sử dụng phương pháp cải tiến thật có sức thuyết phục”, họ nói

Jon Cartwright (physicsworld.com, 30/11/2007)

Lựa chọn ông chủ cho ESRF Francesco Sette vừa chọn làm vị tổng giám đốc Tổ hợp Bức xạ Synchrotron châu Âu (ESRF) Grenoble, Pháp Sette, người giám đốc nghiên cứu ESRF, thay William Stirling nhiệm năm làm giám đốc phịng nghiên cứu ơng kết thúc vào cuối năm 2008

Nhà vật lí 50 tuổi sinh quán Italy lần đầu gia nhập ESRF vào năm 1991 sau thời gian bị thu hút Phịng thí nghiệm AT&T Murray Hill, New Jersey Lúc ESRF, Sette phát triển kĩ thuật đường tia tán xạ không đàn hồi để nghiên cứu chuyển động nguyên tử tính chất điện tử chất rắn

Sette, giám đốc nghiên cứu ESRF kể từ năm 2001, giữ vai trị quan trọng việc khuyến khích ngày nhiều nhà khoa học sử dụng phịng thí nghiệm đó, với số lượng tổng cộng vượt số 4000 Sette thành viên ủy ban cố vấn nguồn ánh sáng DESY Hamburg Trung tâm Máy gia tốc Tuyến tính Stanford Mĩ

Matin Durrani (physicsworld.com, 30/11/2007)