Ban tin vat ly thang 04 nam 2008

Kể từ khi các hợp chất của đồng ôxit hay “cuprate” lần đầu tiên được phát hiện biểu hiện sự siêu dẫn ở nhiệt độ cao trên không độ tuyệt đối vào giữa những năm 1980, các nhà vật lí đã cố[r]

(1)

Trần Nghiêm (hiepkhachquay) nghiemth17617@kiengiang.edu.vn

Kiên Giang, tháng 4/2008

(2)

1 © Trần Nghiêm (hiepkhachquay) | Bản tin vật lí tháng 4/2008

Phát hiện chất “siêu điện môi”

Một đội nhà nghiên cứu quốc tế vừa phát mà họ mô tả mặt ngược lại chất siêu dẫn – chất “siêu điện mơi” giữ vơ hạn định điện tích

Christoph Strunk thuộc đại học Regensburg Đức, nơi có đội nghiên cứu bao gồm Valerii Vinokur thuộc Phịng thí nghiệm quốc gia Argonne Mĩ đồng khác đến từ Đức, Mĩ, Bỉ, nhận thấy trạng thái màng mỏng titanium nitride làm lạnh xuống hướng không độ tuyệt đối từ trường Mặc dù chất thường chất siêu dẫn, dịng điện truyền mà khơng bị cản trở, đội nghiên cứu nhận thấy điều kiện này, điện trở chất tăng lên vô hạn (Nature 452 613)

“Vào thập niên 1990, điều trở nên hiển số phép đo chuyển tiếp pha lượng tử - nghĩa là, chuyển tiếp hai trạng thái có trật tự Kelvin – nơi thích hợp cho việc tìm kiếm trạng thái có trật tự mới”, theo Stephen Julian, nhà vật lí nhiệt độ thấp đại học Toronto, Canada “[Nghiên cứu] dường thí dụ bất ngờ tuyệt vời điều sau đây: chất siêu điện môi ranh giới chất điện mơi bình thường trạng thái siêu dẫn bản”

Vũng lầy siêu dẫn

Trong chất siêu dẫn, thiếu điện trở phát sinh electron kết hợp với thành cặp gọi cặp Cooper Các cặp hoạt động tập thể, chuyển động thực thể lượng tử độc thân Tuy nhiên, chất siêu dẫn bay vào màng dạng hạt, thực thể trở nên chia cắt Sự trật tự mạnh mẽ buộc cặp Cooper vào “vũng lầy” cô lập cách miền cách điện gọi tiếp giáp Josephson, cặp Cooper qua vũng lầy chui hầm lượng tử

Các nhà vật lí trước tìm thấy, gần khơng độ tuyệt đối, miền cách điện trở nên bị tắc điện tích, chặn dịng điện lại Nhưng Strunk, Vinokur đồng vừa tìm thấy rằng, cho từ trường 0,9 T, màng titanium nitride họ tiếp tục trạng thái dẫn zero đến cỡ 70 mK

Để giải thích siêu cách điện này, dịng điện bị chặn lại nhiệt độ có hạn, đội nghiên cứu cho vai trị điện tích từ thơng trở nên đổi chỗ cho Trong pha siêu dẫn, từ trường thâm nhập vào chất thành lượng tử gọi xoáy, chúng quay theo hướng xen kẽ Các cặp Cooper tự lan truyền xoáy cách chui hầm vũng lầy

Nhưng pha siêu cách điện, vai trị điện tích xốy bị đổi chỗ Các xốy ln chuyển cặp điện tích trái dấu liên kết, làm ngăn cản dòng điện chạy “Một chất siêu điện mơi khơng thể xuất mà khơng có tồn siêu dẫn màng đó”, Vinokur giải thích “Đó lí chúng tơi quy cho siêu cách điện mặt ngược lại siêu dẫn”

(3)

Vinokur nói với physicsworld.com tượng khai thác để chế tạo “pin” lí tưởng, chất siêu điện mơi – đồng thời chặn truyền tải điện tích – khơng điện tích “Vẫn cịn chặng đường dài để thương mại hóa dụng cụ”, ông nói “Tuy nhiên, thường lệ, tốc độ phát triển cơng nghệ khó mà đốn trước được”

Tuy vậy, đội nghiên cứu đối mặt với số vấn đề gần trước mắt việc làm cho cơng trình họ chấp nhận nhà vật lí vật chất hóa đặc khác “Cách hiểu lí thuyết [của chúng] nằm tranh cãi nặng nề”, theo Paul Mueller thuộc đại học Erlangen-Nuernberg Đức “Theo tơi, dường cộng đồng cần chút thời gian để làm quen với chất liệu này”

Jon Cartwright (physicsworld.com, 02/04/2008)

Tia vũ trụ có gây sự biến đổi khí hậu ?

Ủy ban liên phủ biến đổi khí hậu (IPCC) vừa công bố báo cáo quan trọng năm 2007 nói đa số ấm lên Trái đất 50 năm qua bàn tay người Tuy nhiên, số nhà nghiên cứu tin thay đổi nhiệt độ quan sát thấy thay chủ yếu bị gây dao động tượng tự nhiên – có thay đổi luồng tia vũ trụ thiên hà chạm tới bầu khí Trái đất

Nay, hai nhà vật lí hạt Anh khẳng định có chút chứng cho thấy dao động thông lượng tia vũ trụ ảnh hưởng đến khí hậu Trái đất – nhóm nghiên cứu Ukraine tin mối liên hệ giải thích khuynh hướng nhiệt độ lâu dài

Tia vũ trụ đám mây

(4)

Svensmark đồng đề xuất hoạt động Mặt trời mạnh, làm cho Mặt trời phát nhiều số lượng hạt tích điện (gió Mặt trời), làm giảm thơng lượng tia vũ trụ đến Trái đất từ nơi khác thiên hà chúng ta, từ trường tăng lên gió Mặt trời làm lệch nhiều số chúng khỏi hành tinh Bởi vì, ơng khẳng định, tia vũ trụ làm ion hóa khí giọt nước đông đặc lại thành ion, nên giảm thông lượng tia vũ trụ dẫn đến giảm bao phủ mây Sự bao phủ mây thấp, ơng nói, sẽ, trạng thái cân bằng, làm cho Trái đất nóng lên

Sai số đáng kể

Tuy nhiên, sai số lớn lí thuyết Svensmark có nghĩa IPCC khơng tính đến tia vũ trụ nguyên nhân có khả biến đổi khí hậu báo cáo họ cơng bố hồi năm ngoái

Nay, nghiên cứu Terry Sloan thuộc đại học Lancaster Arnold Wolfendale thuộc đại học Durham vừa mang thêm nghi ngờ lên mối liên hệ thông lượng tia vũ trụ bao phủ mây (Environ Res Lett. 3 024001) Đơi nghiên cứu nói mối tương liên quan sát thấy tia vũ trụ bao phủ mây không ngụ ý biến thiên trước gây biến thiên sau Họ đến kết luận sau tìm kiếm mối tương liên hai thơng số quan sát ngồi số liệu trung bình tồn cầu đơn giản từ chu kì vết đen Mặt trời

Khơng có mối tương liên

Thứ hai mối tương liên mà họ tìm kiếm quan hệ thông lượng tia vũ trụ mức bao phủ mây vĩ độ từ khác Tia vũ trụ thiên hà bị làm lệch từ trường riêng Trái đất, lệch hai cực xích đạo, ảnh hưởng trọn vẹn thay đổi gió Mặt trời cảm thấy “sự ngập tràn” luồng tia vũ trụ thời điểm cực đại Mặt trời rõ ràng Sloan Wolfendale khảo sát xem có biến thiên tương ứng bao phủ mây nằm vĩ độ từ hay khơng, tìm khơng thấy Họ cịn khảo sát xem có đợt bùng phát bất ngờ hay suy giảm thông lượng tia vũ trụ, chúng thật xảy chu kì Mặt trời, với tăng hay giảm bao phủ mây thấp hay khơng Một lần nữa, họ tìm thấy khơng có mối tương quan

Khi tiến hành phân tích thống kê mối tương liên thứ họ, nhà nghiên cứu Anh kết luận không 23% suy giảm bao phủ mây thấp toàn cầu thời điểm cực đại Mặt trời năm 1990 gây thông lượng tia vũ trụ thấp hơn, cho thấy có tất loại hiệu ứng khác tính đến Họ tin phân tích họ sử dụng nhà khí hậu học để đặt giới hạn lên tác động tia vũ trụ ấm lên tồn cầu “Chúng tơi vừa Svensmark khơng có sở để thách thức IPCC”, Sloan nói

Mối liên hệ trực tiếp?

(5)

thủ phạm ấm lên gần Để chứng minh quan điểm họ, họ tìm mối liên hệ trực tiếp thông lượng tia vũ trụ nhiệt độ

Đội nghiên cứu xây dựng mơ hình khí hậu Trái đất thơng số vào đáng kể biến thiên công suất phát Mặt trời biến thiên thông lượng tia vũ trụ thiên hà (arXiv: 803.2765) Họ tìm thấy tiến triển theo dự đốn mơ hình nhiệt độ bề mặt Trái đất 700.000 năm qua phù hợp tốt với số liệu nhiệt độ ủy thác thu nhặt từ lõi băng Nam Cực (arXiv: 0803.2766)

Rusov đồng ý chế ion hóa tia vũ trụ Svensmark khơng thể giải thích trọn vẹn cho mối tương liên quan sát thấy thông lượng tia vũ trụ bao phủ mây, Sloan Wolfendale chứng minh Nhưng ông tin mối tương quan nhỏ trực tiếp tia vũ trụ đám mây tự làm phát sinh chế làm thay đổi nữa, lớn nữa, bao phủ mây

Edwin Cartlidge (physicsworld.com, 03/04/2008)

Sự cắt giảm ngân sách

đe dọa vai trò của nước Anh tại LHC

Khi nhà vật lí khắp giới hào hứng chờ đợi vận hành Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) CERN vào cuối năm nay, nhà nghiên cứu Anh làm việc với hai số bốn máy dò hạt khổng lồ cỗ máy va chạm phải đấu tranh để ngăn chặn cắt giảm ngân quỹ làm hạ thấp vai trò họ dự án châu Âu nhiều tỉ la có lẽ cịn gây nguy hại cho vận hành máy dò hạt

“Chúng phải vào thứ bậc cao lúc này”, theo Nick Brook thuộc đại học Bristol, người làm việc cho thí nghiệm LHCb 10 năm “Thay vậy, chúng tơi đối mặt với tranh cãi vất vả từ chúng tơi phải thuyết phục ơng chủ đồng ý đánh giá ngang hàng mục tiêu khoa học đầu tư tiếp tục có giá trị”

(6)

Thâm hụt 80 triệu bảng

Là kết xếp hạng nghèo, tiền tài trợ cho hai thí nghiệm bị cắt bớt để giúp bù đắp lỗ trống 80 triệu bảng ngân quỹ STFC xuất hồi cuối năm ngoái Ủy hội cho cộng đồng thời gian đến 21/03 để phản ứng, chừng 1400 thư email đánh giá 10 ủy ban, ủy ban phụ trách lĩnh vực định khoa học STFC

Nam châm thí nghiệm LHCb xây dựng CERN

Tại họp “mở rộng” tổ chức vào hôm thứ ba hội nghị vật lí lượng cao thường niên Viện Vật lí Lancaster, Anh, Val Gibson thuộc đại học Cambridge, người nhà nghiên cứu chủ đạo đất nước thí nghiệm LHCb, kêu gọi phân loại lại thí nghiệm ưu tiên “cao”

“STFC khơng khẳng định ủng hộ cho khoa học hàng đầu giới xếp loại LHCb ưu tiên trung bình thấp”, Gibson phát biểu trước thính phịng đơng nghịt người Phát biểu bà, nhiều phát biểu trích cách thức STFC xử lí hồn cảnh tài trợ, đứng đầu danh sách vài thư lời lẽ đanh thép 400 người kí tên ủng hộ cho thí nghiệm

Các nhà vật lí hạt đồng ý cắt giảm dự án tránh được, có nhiều nghi vấn cách thức xếp hạng dự án Cùng với định đột ngột ủy hội hồi tháng 12 nước Anh rút khỏi Máy Va chạm Thẳng quốc tế (thí nghiệm lớn vật lí hạt sau LHC), số nhà nghiên cứu niềm tin vào điều hành STFC e ngại vị quốc tế nước Anh vật lí hạt bị phá hỏng

(7)

Cùng với ILC, STFC rút lại tài trợ cho thí nghiệm vật lí Mặt trời mặt đất vứt tư cách thành viên nước Anh khỏi đài quan sát Gemini Quyết định thứ hai bị đảo ngược, phần nhờ phản đối mạnh mẽ từ phía cộng đồng (Thật vậy, tình hình cho ILC tốt so với tháng trước đây, với tiền tài trợ “khác không” phân bổ cho chương trình tối thiểu nghiên cứu máy va chạm thẳng nói chung) Các nhà thiên văn cố gắng đảm bảo cho tương lai Đài quan sát Jodrell Bank kết dự án kính thiên văn vơ tuyến eMerlin bị xếp vào hàng “ưu tiên thấp” ALICE

LHC máy gia tốc hạt mạnh xây dựng, nện proton vào lượng chưa thấy thập niên Hai máy dị hạt lớn – ATLAS CMS, sử dụng 4000 thành viên khoảng 200 viện nghiên cứu Anh – xếp hạng “ưu tiên cao” ủy ban khoa học vật lí hạt, thiên văn học vật lí hạt nhân (PPAN)do STFC bổ nhiệm Đây chủ yếu tiềm chúng phát tượng mới, boson Higgs hay siêu đối xứng, tiền quỹ cấp chúng đảm bảo 100%

John Womersley, giám đốc Các Chương trình Khoa học STFC

Hệ thống ghi bàn số

“Vì dự án LHC trở thành phận quan trọng chương trình chúng ta, nên phải nhìn nhận tinh tế vào khác biệt chúng xem xét mức ưu tiên đầu tư”, giám đốc Các chương trình Khoa học STFC John Womersley nói với physicsworld.com Mặc dù STFC từ chối công bố chi tiết hệ thống ghi điểm số mà PPAN sử dụng để xếp hạng dự án, vật lí mà LHCb tạo “là khơng trơng đợi có tác động cao máy dị hạt mục đích chung LHC”

(8)

biểu riêng STFC “khai thác trọn vẹn LHC” hoạt động tương lai quan trọng

“STFC thất bại trước việc tìm hiểu tiềm khám phá LHCb”, theo Gibson, cho thí nghiệm có lẽ cịn thí nghiệm tìm thấy hạt thơng qua hiệu ứng lượng tử tinh tế mà chúng có tính chất meson B Ở mức độ thực tiễn, bà nói, cắt giảm 10% ngân quỹ làm giảm tài nguyên cho phân tích số liệu (ví dụ sinh viên nghiên cứu sinh) 25% Hơn nữa, nước Anh xây dựng chịu trách nhiệm vận hành cho hai số máy gia tốc bên LHCb, nên thiếu chuyên gia người Anh làm giảm hiệu thí nghiệm

Sự cắt giảm tài trợ cho ALICE có hệ tương tự Đây vì, nhỏ thơi, nhóm người Anh chịu trách nhiệm “bóp cị” kiểm tra va chạm LHC để xem chúng có kết đáng giá hay không “Thật điên rút lui giai đoạn có nghĩa thí nghiệm không chạy năm đầu tiên”, theo nhà lãnh đạo nhóm, David Evans, thuộc đại học Birmingham “Nó giống mua xe đời bỏ ngồi đồng cho rỉ sét bạn khơng có đủ tiền đổ xăng cho nó”

Chuyển động phía trước

Jenny Thomas thuộc đại học College London, thành viên Ban Khoa học STFC, cộng đồng thể nhiều giận xét lại mang tính lập trình sẵn, thật bất ngờ trước giải pháp cho vấn đề tài trợ “Tài trợ cho ATLAS hay CMS có bị mặc hay khơng [như số nhà nghiên cứu đề xuất], khơng có lí số tiền phải triển khai cho LHCb dự án thiên văn học hay thiên văn vật lí”, bà phát biểu họp Lancaster, mang thêm câu chuyện tiêu cực cho báo chí chẳng giúp cho

Womerley tán thành “Điều cần nói nói lưu ý, chẳng thu nhiều lặp lại liên tục”, ơng nói với physicsworld.com “Trong tăng thêm

lượng tiền sẵn có, khai thác thứ truyền thông đảm bảo thực công việc lắng nghe tốt hơn” Nhiều người cộng đồng nản chí với thiếu rõ ràng việc đưa định ủy hội, viện dẫn hoạt động tự thông tin nước Anh để thu lấy biên họp

Một vài nhân vật thâm niên – có giám đốc châu Âu dự án ILC Brian Foster Dave Wark thuộc Imperial College (người có thí nghiệm neutrino, T2K, bị xếp hạng thấp so với ơng ta muốn) – cịn yêu cầu cộng đồng chấp nhận tình trạng ngân quỹ chuyển sang nắm lấy kỉ nguyên LHC Mức độ dễ tùy thuộc vào kết trình thăm dò ý kiến Mỗi số 10 ủy ban báo cáo phản hồi vào tháng 5, PPAN phân loại báo cáo đưa khuyến nghị sửa lại lên Ban Khoa học Ban quản trị STFC xem xét đề xuất cuối nhắm tới công bố ngân quỹ vào đầu tháng

(9)

hay ngần phản hồi – phân nửa số đề cập tới LHCb “Nhưng đừng nên trơng mong vào điều kì diệu”

Matthew Chalmers (physicsworld.com, 03/04/2008)

Máy dò neutron phát hiện thuốc nổ

Một đội nhà khoa học Nga vừa thiết kế dụng cụ mà họ khẳng định mang lại phương pháp nhanh chóng dễ dàng phát thuốc nổ, thuốc chất trái pháp luật khác giấu bên không gian khép kín xe tải container tàu thủy Dụng cụ cung cấp ảnh 3D thông tin thành phần hóa học chất bên xe cách bắn phá chất với neutron, cho phép quyền đấu tranh với bọn tội phạm khủng bố mà không cần thủ tục kiểm tra thủ công tốn thời gian

Mẫu thiết kế, sáng tạo nhà nghiên cứu Viện Vật lí Chất rắn, Liên Viện Nghiên cứu Hạt nhân, công ti Aspect, ba nằm gần Moscow, bao gồm việc nhận deuteron (hạt nhân gồm neutron proton) từ chất khí deuterium áp suất cao gia tốc chúng ống sapphire Các deuteron va chạm với bia tritium, tạo neutron lượng cao khỏi ống, đâm xuyên qua lớp vỏ bọc tương tác với hạt nhân chất nằm kiểm tra Tia gamma tạo tương tác phát loạt máy dò sợi quang phát sáng nhấp nháy

Quỹ đạo giao

Dụng cụ này, theo nhà nghiên cứu, tạo ảnh 3D nội dung container, với độ phân giải vài centi mét, nhận thành phần hóa học khác chúng – cho phép tra viên, chẳng hạn, nhận heroin hay thuốc nổ trinitrotoluene bên túi đường Ảnh tạo giao cắt quỹ đạo tia gamma phát với quỹ đạo neutron liên đới Mặc dù hướng tốc độ neutron đo trực tiếp, liệu khai thác cách dị tìm hạt alpha phát sinh sát theo quỹ đạo neutron khỏi bia tritium theo hướng ngược lại Trong đó, thành phần hóa học tiết lộ lượng tia gamma phát ra, lượng phụ thuộc hồn tồn vào nguyên tố có liên quan tương tác

(10)

Cấu trúc tinh thể

Nikolai Klassen thuộc Viện Nghiên cứu Chất rắn, thành viên đội nghiên cứu người Nga, thừa nhận bình phẩm Slaughter, ơng dụng cụ mới, việc nhận thành phần hóa học chất nào, nhận cấu trúc tinh thể qua tán xạ neutron Ông đặc trưng hai dạng tinh thể khác chất hóa học thường khác

Klassen số thuận lợi mà ông nói dụng cụ nhóm ơng vượt thiết bị có Một tiện lợi tính rắn chắc, sapphire gia tốc deuteron lên lượng cho trước quãng đường ngắn chất thạch anh sử dụng thông dụng – mang lại thể tích tổng cộng chừng – m3, cho phép dụng cụ đặt vào xe tải cỡ vừa chở nơi đâu cần đến Klassen xác nhận dụng cụ nhóm ơng địi hỏi lượng hoạt động nhanh hơn, loạt máy dị quang nhấp nháy u cầu thời gian để quét qua vật so với hàng máy dò hạt độc thân sử dụng lúc

Thật đáng tiếc, nhà nghiên cứu người Nga cần có thêm tiền tài trợ để thực hóa mẫu thiết kế họ Họ xây dựng phiên nguyên mẫu, bắn tia gamma thay cho neutron, họ phải hồn thiện cơng nghệ cần thiết cho việc chế tạo ống sapphire loạt máy phát sáng nhấp nháy

Khảo sát mới đo từ trường bên chất rắn

Một kĩ thuật ghi ảnh 3D sử dụng neutron vừa phát minh nhà vật lí Đức Kĩ thuật đó, hình dung từ trường bên vật khối, cải tiến phương pháp từ có hạn chế với bề mặt Phương pháp tìm thấy ứng dụng nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ làm sáng tỏ nhiều tượng từ khác chất rắn, có siêu dẫn

(11)

Momen quay

Nikolay Kardjilov thuộc Viện Hahn-Meitner Berlin đồng sử dụng chùm neutron phân cực phát từ lò phản ứng hạt nhân để chiếu xạ mẫu vật thí nghiệm họ (Nature Physics doi: 10.1038/nphys912) Khi neutron qua mẫu vật, mômen từ chúng quay xung quanh từ trường mà chúng gặp phải hướng spin chúng thay đổi Các nhà nghiên cứu đo góc spin khác nhau, chúng phụ thuộc vào cường độ từ trường mà neutron ngang qua

Những góc chuyển thành cường độ kính phân tích phân cực, đặt phía sau mẫu vật Sau đó, máy dị nhạy vị trí đo cường độ để dựng nên đồ từ trường bên mẫu vật

“Kĩ thuật ghi ảnh neutron phân cực spin không phá hủy không xâm lấn tốt kĩ thuật ghi ảnh 2D truyền thống” Kardjilov nói với physicsworld.com “Phương pháp có

thể sử dụng nhiều mơi trường – ví dụ, nhiệt độ cao hay nhiệt độ thấp – mẫu vật nghiên cứu từ góc nhìn Theo phương pháp này, thông tin 3D phân bố từ trường tiết lộ”

Từ trường nam châm lưỡng cực hình dung neutron phân cực spin

Megapixel hàng phút

(12)

Kĩ thuật sử dụng cho nghiên cứu phân bố thông lượng từ ghép đôi mẫu siêu dẫn, chúng quan trọng cho việc tìm hiểu siêu dẫn nhiệt độ cao Thật vậy, nhà nghiên cứu khảo sát từ thông bị bẫy bên ống trụ chì đa tinh thể, chất siêu dẫn loại I Phương pháp dùng để hình dung phân bố domain từ khối chất sắt từ không gian 3D lần

Đội nghiên cứu, gồm nhà nghiên cứu đến từ Viện Công nghệ Berlin, trường đại học Upbrecht Karls Heidelberg trường đại học Khoa học Ứng dụng Berlin, nghiên cứu cải thiện độ phân giải không gian thời gian kĩ thuật họ “Mục tiêu đạt độ phân giải không gian 50 m vài phút hình”, Kardjilov giải thích Các nhà nghiên cứu hi vọng tăng độ nhạy phương pháp cách phát triển thêm thuật toán lặp để định lượng kết thu

“Một tiến kĩ thuật đáng ý”

Bruce Gaulin, trưởng khoa Vật lí Vật liệu trường đại học McMaster Canada, mô tả công trình đội nghiên cứu “một tiến kĩ thuật đáng ý” “Là phép đo mang tính ngun lí, cho phép lập đồ chi tiết phân bố từ trường vật chất”, Gaulin nói với physicsworld.com

Kardjilov đồng đội phát triển kĩ thuật ghi ảnh dựa neutron phân cực spin “Chúng xem nghiên cứu phép thử tiên phong để chứng minh việc ghi ảnh từ tính neutron phân cực”, bình luận Eberhard Lehmann Viện Paul Scherrer Thụy Sĩ, người có đội nghiên cứu khảo sát thí nghiệm tương tự “phức tạp hơn” gọi “thuật ghi ảnh pha spin neutron” (Nucl Instr Meth A586 15)

Lehmann đề xuất chùm tia chuyên dụng phát thẳng từ nguồn neutron mạnh thích hợp giúp cải tiến lĩnh vực ghi ảnh neutron cho phép nhiều nghiên cứu công nghệ chi tiết

Belle Dumé (physicsworld.com, 08/04/2008)

Tuyến mồ hôi những ănten nhỏ xíu

(13)

Con người có vài triệu tuyến mồ hơi, chúng nằm lớp da gọi hạ bì Khi tuyến tạo mồ hơi, vận chuyển gần 100 m lên lớp mặt, gọi biểu bì, qua ống dẫn

Các nhà nghiên cứu cho ống dẫn thẳng, ảnh chụp kĩ thuật xạ kết hợp quang 3D cho thấy chúng thật có hình xoắn ốc Vì ống dẫn mồ biết dẫn điện, số điện mơi lớp hạ bì cao số điện mơi lớp biểu bì, nên Yuri Feldman, Aharon Agranat đồng Khoa Vật lí Ứng dụng đại học Hebrew Jerusalem cho ống dẫn đóng vai trị ănten xoắn phát xạ ngưỡng tần số rộng

Cho trước chiều dài ống dẫn, phần mili mét, cấu trúc có tần số cộng hưởng khoảng 100 GHz, nói cách khác, thuộc vùng terahertz thấp Thật không may, ion ống dẫn chuyển động chậm để tạo dòng điện biến thiên tốc độ này.Vì thế, Feldman đồng đề xuất di chuyển tốc độ cao điện tích cung cấp q trình sinh học phổ biến gọi “proton nhảy lị cị”, proton từ phân tử nước sang phân tử

Thử kiểm tra

Nay nhà nghiên cứu Israel kiểm tra giả thuyết Họ cho bật xạ terahertz từ 75 đến 110 GHz khỏi bàn tay nhiều người đo cường độ xạ phản xạ hàm tần số Họ tiến hành thí nghiệm người hồn tồn thư giãn vào lúc sau 20 phút chạy sôi nổi, tiến hành phép đo đối tượng trở lại trạng thái thư giãn Họ nhận thấy phổ cường độ phản xạ cong tập trung vào chỗ trũng khoảng 90 GHz, chỗ trũng trở nên bật người thư giãn (Phys Rev Lett.100 128102)

Những kết ủng hộ lí thuyết họ, phát xạ ống dẫn mồ hôi làm yếu phản xạ tần số terahertz Thật tế làm yếu bật người ta đổ mồ hôi đề xuất mạnh mẽ cường độ phát xạ ống dẫn phụ thuộc vào nồng độ mồ hôi

Để xem điều hay không, nhà nghiên cứu thực thi mơ máy tính chùm terahertz gửi qua phận lí tưởng da người chứa tám ống dẫn mồ hôi xoắn ốc Vì chỗ trũng trở nên bật họ tăng thông số dẫn điện – nghĩa họ tăng nồng độ mồ hôi – nên nhà nghiên cứu kết luận đổ mồ hôi làm tăng phát xạ terahertz Thật ra, xạ terahertz tương quan tốt với phép đo tốc độ xung áp suất máu

Dấu hiệu cảm xúc

(14)

“Cái chúng tơi vừa trình bày bắt đầu”, theo Feldman Agranat “Chúng chắn thí nghiệm xác nhận tính hợp lệ giả thuyết ănten chúng tôi”

Kiểm tra sự hấp dẫn lượng tử tại LHC

Tìm kiếm lí thuyết lượng tử hấp dẫn tránh né nhà vật lí hàng đầu giới gần kỉ qua Đồng thời, thách thức toán học đáng quan ngại việc kết hợp thuyết lượng tử với lí thuyết tương đối rộng Einstein, điều kiện thái cực hấp dẫn lượng tử áp dụng - ứng với, ví dụ, 10-43

s vũ trụ - khiến khơng thể kiểm tra thí nghiệm Ít mà nhà nghiên cứu thường hay nghĩ

Năm 1998, nhà nghiên cứu nhận thấy thang đo tự nhiên hấp dẫn lượng tử (thang đo Planck, ứng với lượng 1019

GeV) thấp 15 bậc độ lớn vũ trụ có chiều khơng gian thêm vào độ lớn thật hấp dẫn “rị rĩ” Điều làm gia tăng triển vọng nghiên cứu hấp dẫn lượng tử Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) CERN, máy sớm cho nện proton vào để tạo lượng 14 TeV (khoảng 104 GeV)

Lấy tồn chiều lớn thêm vào làm điểm xuất phát, Daniel Litim thuộc đại học Sussex Tilman Plehn thuộc đại học Edingburgh vừa tính hấp dẫn lượng tử làm thay đổi tốc độ lepton, electron muon, sinh va chạm LHC – hiệu ứng có mặt lượng thấp cỡ TeV (Phys Rev Lett. 100 131301) Trong có hàng trăm báo dự đoán tồn chiều lớn thêm vào LHC, đáng ý việc tạo lỗ đen mini, đa số có sai số lớn khơng đưa tiên đốn định lượng kiểu

Các trường thăng giáng

Sự tiến triển tiên tiến lĩnh vực hấp dẫn lượng tử đến từ lí thuyết dây, lí thuyết mô tả hạt dao động dây 1D dao động không gian cao chiều (và cảm hứng mơ hình chiều lớn thêm vào) Một cố gắng khác hấp dẫn lượng tử vịng, lí thuyết làm đảo lộn quan niệm không-thời gian cấp độ nhỏ Litim Plehn tiến hành cách tiếp cận thông thường cách cho phép “metric” thuyết tương đối, liên hệ độ cong khơng-thời gian với vật chất cục có mặt, thăng giáng thể trường lượng tử

(15)

Hành vi tương tự quan sát thấy tương tác điện từ tương tác mạnh, chúng mô tả lí thuyết trường lượng tử Giống tương tác mạnh, ghép đơi hấp dẫn hóa yếu lượng lớn

Sử dụng công cụ tính tốn phát triển hai năm qua, Litim Plehn nhận hành vi khơng gian bốn chiều cao Như vậy, họ tránh phép tính “phân kì” thường mang lại tiên đốn khơng xác định lí thuyết hấp dẫn lượng tử dựa thăng giáng metric “Theo hiểu, lần ảnh hưởng thăng giáng quan sát thấy LHC tính tốn mà khơng cần đến giới hạn phi vật lí nào”, Litim nói với physicsworld.com

Thí nghiệm ATLAS đa Máy Va chạm Hadron Lớn tìm thấy chứng cho hấp dẫn lượng tử

Tính tốn thứ quan sát

Đưa phụ thuộc lượng ghép đôi hấp dẫn vào tính tốn, Litim Plehn đạt đến tốc độ cặp lepton tạo từ graviton ảo (hạt “trung chuyển” hấp dẫn thăng giáng metric) sinh va chạm LHC Vì tốc độ tiên đốn với độ xác cao mơ hình chuẩn vật lí hạt, nên gia tăng tín hiệu cho hấp dẫn lượng tử Mặc dù hấp dẫn trở nên yếu lượng cao, LHC hóa nhạy với tượng hấp dẫn lượng tử lên tới thang Planck TeV Ngoài ra, theo Litim, chất kiểm soát tốt hấp dẫn mức lượng cao mang lại lí thuyết thích hợp hấp dẫn lượng tử

(16)

lượng] làm biến đổi tín hiệu chuẩn cho chiều thêm vào”, theo JoAnne Hewett thuộc đại học Stanford, người tiến hành tính tốn tương tự gần đồng thời với Litim Plehn (JHEP 12(2007)009) “Đây phép tính tinh vi, lâu nối kết chúng với thực tại”

Việc rút khỏi ILC của nước Anh dựa sự đánh

giá ngang hàng

Chính phủ Anh khẳng định định gây tranh cãi rút đất nước khỏi kế hoạch cho Máy Va chạm Thẳng quốc tế (ILC) thực sở đánh giá ngang hàng Khẳng định phủ đưa phản ứng với đơn kiến nghị website Downing Street, 17.500 người kí tên, kêu gọi thủ tướng Gordon Brown “đảo ngược định cắt bỏ đóng góp mang tính sống cịn nước Anh cho vật lí hạt thiên văn học”

Trả lời cho đơn kiến nghị dội nước lạnh lên tham vọng muốn cắt giảm tài trợ bị đảo ngược lại Thật vậy, phủ khăng khăng khơng có cắt giảm ngân sách STFC “Sự cắt giảm khẳng định ngân sách STFC phát sinh từ tham vọng STFC xét lại chi tiêu toàn diện ba năm thời kì 2008/09 đến 2010/11”, phát biểu nói “Những tham vọng không cấu thành nên tập hợp hoạt động chấp nhận hay tài trợ cho chúng, đề xuất 80 triệu bảng cắt giảm khỏi ngân quỹ sai lầm”

Thâm hụt tài trợ

Sự rút lui nước Anh khỏi ILC, tổ hợp thí nghiệm lớn vật lí hạt sau Máy Va chạm Hadron Lớn CERN, cơng bố hồi năm ngối Ủy hội Thiết bị Khoa học Công nghệ (STFC) sau tổ chức bị thâm hụt 80 triệu bảng ngân quỹ

Sự rút lui làm sốc nhiều người cộng đồng vật lí hạt, có Brian Foster thuộc đại học Oxford Anh, người giám đốc Âu châu nỗ lực thiết kế toàn cầu ILC Phát biểu với physicsworld.com hồi tháng 2, ông khẳng định ủy hội chẳng bàn vấn đề với ơng, mà “đưa rồi”

(17)

rút lui khỏi máy va chạm, nói “quốc hội Mĩ dường chia sẻ quan điểm hoài nghi triển vọng ILC”

“Tôi cho phát biểu đánh giá ngang hàng phủ muốn trốn tránh trách nhiệm”, Foster nói “Tồn q trình điều khiển hiệu tay nháy mắt từ xuống ILC chu cấp May thay, thời vào pha thăm dị ý kiến mà tơi hi vọng thảo luận mang tính xây dựng lối phía trước”

Nhưng John Wormersley, giám đốc chương trình khoa học STFC, thừa nhận đinh rút khỏi ILC dựa đánh giá ngang hàng “Chính phủ nhắc tới thực tế hoạt động ILC trao đổi ủy ban khoa học PPAN [vật lí hạt, thiên văn học, vật lí hạt nhân] khoa học chúng ta”, ơng nói “Bộ khoa học đưa kiến nghị lên ủy hội [STFC], trước ủy hội đưa định mình”

Matin Durrari (physicsworld.com, 10/04/2008)

Chi tiêu toàn cầu về không gian gia tăng

Nằm báo cáo ngân quỹ xơ xác chi phí dự án quay cuồng chóng mặt NASA, nhà khoa học Mĩ tìm thấy số bù đắp thực tế kinh tế khơng gian tồn cầu dường bùng nổ Báo cáo không gian năm 2008, Space Foundation công bố hôm thứ ba, cho thấy 251 tỉ đô la chi cho hoạt động khơng gian tồn cầu năm trước

Theo báo cáo, soạn theo ngân quỹ khơng gian tồn cầu số liệu ngân khố quốc gia, tổng chi tiêu năm 2007 tăng 11% so với năm 2006

“Nó cho thấy tổng thể kinh tế không gian cường tráng”, Kendra Horn, người phát ngơn cho Space Foundation, nói với physicsworld.com “Trong nhiều lĩnh vực khác bị

suy thối, kinh tế khơng gian tiếp tục tăng trưởng”

(18)

Bản báo cáo mang lại viễn cảnh thuận lợi cho công nghiệp không gian Mĩ Số việc làm tăng lên, tiền lương trung bình giữ mức 88.200 đô la – gấp đôi so với tiền lương trung bình lĩnh vực nước

Ống nano “đường một ray” di chuyển hàng hóa

Các nhà nghiên cứu châu Âu vừa chế tạo “đường ray” từ ống nano carbon vận chuyển hạt kim loại nhỏ li ti khoảng cách cỡ 80 nm Hàng hóa kim loại nằm “tay áo” ống nano dài nm bao quanh “ray” ống nano dài nhiều trải căng qua rãnh chip silicon Thật bất ngờ, đội nghiên cứu tin tay áo bị điều khiển dao động mạng gọi phonon – tương tác điện, ban đầu họ nghĩ đẩy dụng cụ tới

Ống nano carbon carbon dày nguyên tử cuộn lại thành ống đường kính vào nano mét Adrian Bachtold đồng trường đại học Tự trị Barcelona với cộng tác viên đại học Vienna Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Lausanne chế tạo dụng cụ họ ống nano đa thành, bao gồm vài ống nano đồng tâm (Science DOI:

10.1126/science.1155559)

Đội nghiên cứu bắt đầu việc gắn ống nano đa thành dài 1500 nm bắt qua rãnh với điện cực kim loại Sau đó, họ sử dụng kĩ thuật phá vỡ điện để lấy bỏ vài lớp bên khỏi đa phần ống nano, để lại tay áo ngắn quay tự di chuyển tới lui theo đường ray bên

Ở nóng

Đội nghiên cứu điều khiển động cách cho dòng điện qua đường ray, làm cho nóng lên Tuy nhiên, khu vực đường ray rãnh trở nên nóng nhiều so với hai đầu – điện cực đóng vai trị bể nhiệt Nếu tay áo hàng hóa – miếng vàng nhỏ xíu – đặt rãnh, chúng di chuyển phía rãnh tốc độ lên tới m/s

(19)

Thay vậy, đội nghiên cứu nhận thấy tay áo di chuyển xa vùng rãnh Theo Bachtold, manh mối thứ nhiệt điều khiển chuyển động hạt vàng hàng hóa thay đổi hình dạng phần tan chảy Đội nghiên cứu xác nhận vai trò nhiệt cách chạy mơ máy tính hệ

Ảnh chụp qua kính hiển vi điện tử quét hệ ống nano Hình cho thấy tay áo hàng hóa rãnh hình cho thấy tay áo hàng hóa bên phải rãnh Trong hai hình, “đường ray” ống nano carbon nhìn

thấy rõ ràng

Động đẩy phonon

Nhiệt truyền qua ống nano carbon dạng dao động mạng lượng tử hóa gọi phonon, chúng hành xử giống hệt hạt Vơ số phonon tạo vùng nóng đường ray chuyển động phía hai điện cực, chạm vào tay áo bên kéo theo với chúng

(20)

đang chuyển động dụng cụ vi học, phát biểu với physicsworld.com cần có nhiều nghiên cứu để hiểu chế gây chuyển động vai trị phonon

Bachtold đồng chuyển ý họ sang việc chế tạo động thực tiễn sở hiệu ứng Họ nghiên cứu dụng cụ thuận nghịch đầu đường ray bị nung nóng cịn đầu khơng, làm cho tay áo chuyển động từ đầu nóng sang đầu lạnh Hướng di chuyển đảo ngược cách đơn giản đổi đầu bị nung nóng

Trong thời gian dài hơn, Bachtold tin động sử dụng để điều khiển cỗ máy kích thước nano mét, ví động tiến hành phân phát thuốc hay chức y khoa khác thể

Hamish Johnston (physicsworld.com, 11/04/2008)

Bộ nhớ “đường đua” được chứng minh

Các nhà vật lí Mĩ lần vừa chứng minh liệu truy cập từ dãy dây nano 3D hay “đường đua” kiểu rừng Bằng chứng cho thấy gọi nhớ đường đua, nhanh rẻ dạng lưu trữ thông tin kiểu khác, đường trở thành thực tiễn thương mại

Stuart Parkin đồng trung tâm nghiên cứu Almaden IBM San Joe, Mĩ, lần đến khái niệm nhớ đường đua hồi năm 2004 Ý tưởng dãy đường đua dây nano hình chữ U cấy chất bánh xốp silicon Theo chiều dài đường đua vùng bị từ hóa theo hai chiều, ranh giới vùng hay “bức tường” đóng vai trị bit cô độc – hoặc – thông tin Bằng cách gửi dòng electron phân cực spin vào đầu đường đua, tường thành vùng bị lệch tới lui

Theo lí thuyết, việc đọc ghi thơng tin lớp – nói cách khác chỗ cong chữ U – bánh xốp silicon Ví dụ, đầu đọc cảm nhận cấu hình thành miền cách đo xem điện trở thành thay đổi từ trường (một tính chất gọi từ trở) Một đầu ghi gồm dây nano vng góc, chuyển cấu hình thành miền miền riêng bị lệch

Ba bit

(21)

“Nó trơng tiến tuyệt”, theo Yongbing Xu đại học York, Anh “Về ngun tắc, khơng có phần chuyển động, ưu điểm lớn Xu nhấn mạnh việc đọc ghi tiến hành nhanh chóng – hội nghị hồi năm ngoái, đội IBM đề xuất cần thời gian micro giây Tuy vậy, ông lưu ý việc điều khiển nhiều thành miền rõ ràng thách thức, nghĩa nguyên mẫu thương mại ba đến năm năm có

Khi nhớ đường đua chạm tới kệ trưng bày nó, có khả hất cẳng kiểu nhớ có Khơng nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), dụng cụ dựa dãy transistor 2D, sản suất rẻ Và khơng giống đĩa cứng lưu trữ, dụng cụ chứa bit từ phân tán đĩa kim loại quay, nhanh

“Đó định ý tưởng thông minh thực tao nhã”, theo Mark Blamire đại học Cambridge, Anh “Tuy nhiên, khoảng cách có thật loại nhớ loại nhớ thương mại phát triển cơng nghệ thích hợp hay khơng để biến dụng cụ tuyến tính chiếm giữ lượng lớn diện tích chất thành cấu trúc thẳng đứng, chiếm giữ diện tích nhiều Bài báo không đề cập đến câu hỏi đó, chắn thách thức cực lớn”

Nguyên mẫu máy dị sóng hấp dẫn sử dụng ánh sáng nén Các nhà vật lí Mĩ Australia vừa sử dụng chất lượng tử ánh sáng để tạo bước tiến quan trọng nhằm cải thiện độ nhạy giao thoa kế kích cỡ km dùng cho tìm kiếm sóng hấp dẫn Bằng cách dùng ánh sáng “trạng thái nén”, họ thu 44% cải tiến độ nhạy nguyên mẫu máy dị sóng hấp dẫn

Con số đạt tới 300% máy dị kích thước đầy đủ đội nghiên cứu tin nguồn ánh sáng nén kiểm nghiệm dụng cụ hoạt động LIGO vòng – năm Các máy dị nhạy tìm kiếm dung tích vũ trụ lớn cho nguồn phát sóng hấp dẫn, làm cho việc dị tìm chúng có triển vọng

(22)

Các nhà vật lí xây dựng số giao thoa kế lớn nhằm thử tìm kiếm sóng đó, có hai tổ hợp LIGO Mĩ, máy dò hạt Virgo Italy, tổ hợp GEO 600 Đức, dự án TAMA Nhật Những dụng cụ tách chùm laser thành hai thành phần vng góc với nhau, gửi thành phần xuống “cánh tay” cách biệt dài vài km Chùm tia bật khỏi “khối lượng thử” với bề mặt gương phản xạ cao đầu cánh tay Các chùm tia sau tái kết hợp tách chùm trước phát máy dị quang

Ảnh tồn cảnh máy dị sóng hấp dẫn LIGO Hanford, Washington Giao thoa kế sớm sử dụng ánh sáng nén

Những biến đổi nhỏ xíu

Một sóng hấp dẫn truyền qua dụng cụ làm kéo căng hai cánh tay nén cánh tay kia, làm thay đổi mẫu giao thoa máy dò quang Tuy nhiên, thay đổi chiều dài cánh tay nhỏ - cỡ 10-18 m – thay đổi liên đới mẫu giao thoa nhỏ Thật vậy, máy dị có từ trước đến chưa phát sóng hấp dẫn Thế hệ máy dị bắt đầu hoạt động vào đầu thập niên 2010 chúng nhạy đến mức hiệu suất chúng bị hạn chế nhiễu phát sinh chất lượng tử ánh sáng laser Thuyết lượng tử yêu cầu tích độ bất định hai đại lượng liên quan tới pha biên độ ánh sáng phải lớn giá trị tối thiểu Trong giao thoa kế đo pha ánh sáng, điều có nghĩa ln ln có số nhiễu “lượng tử” máy dị

(23)

Keisuke Goda thuộc Viện Công nghệ Massachusetts vừa chứng minh thực nghiệm nguồn nén dùng để cải thiện độ nhạy nguyên mẫu máy dị sóng hấp dẫn (Nature Physics doi:10.1038/nphys920)

Ánh sáng nén

Trạng thái nén tạo cách cho ánh sáng laser hồng ngoại qua hai dụng cụ chứa chất quang tính “phi tuyến” đặc biệt Trong chất thế, chiết suất (cái ảnh hưởng tới pha ánh sáng) thay đổi theo biên độ ánh sáng

Nguồn phát dựa laser yttrium nhôm garnet pha tạp neodymium (Nd:YAG), bắn chùm liên tục ánh sáng bước sóng 1064 nm vào “máy phát họa ba thứ cấp” Máy phát tạo chùm ánh sáng có bước sóng phân nửa (532 nm) chùm laser Ánh sáng bước sóng ngắn sau truyền qua “dao động tử tham số quang tính” (OPO), chuyển photon 532 nm riêng lẻ thành hai photon 1064 nm Các photon xuất từ OPO vào trạng thái nén cho nhiễu lượng tử pha ánh sáng giảm 9,3 dB so với ánh sáng laser vào

Những photon sau đưa vào ngun mẫu máy dị sóng hấp dẫn với cánh tay dài 40 m Caltech gần Los Angeles Thật lí tưởng, đội nghiên cứu muốn trơng thấy cải thiện khoảng 300% độ nhạy giao thoa kế, thay họ điều khiển để đạt 44% Theo Mavalvala, thiếu sót trơng đợi thất quang học, chúng lớn nguyên mẫu so với máy dò sóng hấp dẫn hoạt động

Theo Mavalvala, cải thiện 200% độ nhạy cho phép LIGO phát sóng hấp dẫn từ dung tích vũ trụ lớn gấp lần - tăng cường thêm khả sóng phát Cả tăng khiêm tốn 44% làm tăng dung tích lên khoảng lần Mavalvala phát biểu với physicsworld.com nguồn nén họ thể kiểm nghiệm máy dò sóng hấp dẫn vịng – năm tới

“Bước tiến quan trọng”

James Hough thuộc trường đại học Glasgow, Anh, mô tả nghiên cứu đội LIGO “một bước tiến quan trọng đến việc đưa nguồn nén vào máy dò sóng hấp dẫn Hough nhà nghiên cứu cho nước Anh máy dị sóng hấp dẫn GEO 600, Hanover, Đức

Có hai nhóm nghiên cứu khác nghiên cứu việc sử dụng ánh sáng nén máy dị sóng hấp dẫn Một nhóm đại học Hanover kế hoạch triển khai nguồn nén GEO 600 vào cuối năm nay, theo Hough Nhóm trường đại học quốc gia Australia Canberra nhóm ánh sáng bước sóng 1064 nm bị nén Đây bước đột phá quan trọng tất máy dị sóng hấp dẫn sử dụng ánh sáng 1064 nm phát từ laser Nd:YAG chúng ổn định

(24)

Định vị được nguồn gió Mặt trời chậm

Một đội nhà thiên văn quốc tế khẳng định định vị “nguồn gió Mặt trời chậm” – dịng hạt tích điện Mặt trời phóng Đội nghiên cứu tin hạt phát từ vùng bề mặt sao, nơi từ trường mạnh chạm

Phát thực đài quan sát Mặt trời Hinode Cơ quan Khơng gian Nhật Bản giúp nhà khoa học thu hiểu biết tốt gió Mặt trời, thứ làm gián đoạn việc truyền thông qua vệ tinh

Gió Mặt trời gồm chủ yếu electron proton phát từ khí tầng Mặt trời theo hướng Nó có hai thành phần: gió “nhanh” di chuyển khoảng 800 km/s gió “chậm” khoảng 400 km/s

Khi hạt tương tác với từ trường Trái đất, chúng tạo cực quang đẹp mắt nhìn thấy vĩ độ cao bán cầu bắc nam Tuy nhiên, gió Mặt trời có khả cản trở hệ thống điện tử vệ tinh quỹ đạo làm tải mạng lưới cấp điện Trái đất

Vấn đề gây tranh cãi

Trong gió nhanh nghiên cứu rộng rãi hiểu rõ, nguồn gốc gió chậm vấn đề có phần gây tranh luận Tuy nhiên, Trái đất thường đắm chìm gió Mặt trời chậm, nên việc tìm hiểu nguồn gốc giúp làm dịu bớt cản trở kĩ thuật truyền thông công nghệ khác

Bề mặt Mặt trời (quang quyển) plasma hạt tích điện định hình từ trường, tạo “vùng hoạt động” – vùng có độ sáng cường độ từ trường bật thường với vết đen Trước đây, thật khó xác định lượng lớn plasma có chảy từ vùng sang nhật hoa – vùng nằm phía bề mặt Mặt trời - hay khơng, q trình cho có liên quan tới gió Mặt trời chậm

Nay Peter Young thuộc Phịng thí nghiệm Rutherford Appleton Anh thành viên khác đội Hinode sử dụng đài quan sát để nghiên cứu vùng hoạt động tìm hiểu làm plasma khỏi bề mặt để trở thành gió Mặt trời chậm

Đội nghiên cứu sử dụng Giao thoa kế ghi ảnh tử ngoại xa (EIS) Hinode đo tốc độ vật chất chảy khỏi Mặt trời Họ phát thấy plasma phóng tốc độ cao rìa vùng hoạt động này, nơi từ trường mạnh cho chạm lên

“Thật tưởng cuối định vị nguồn gốc gió Mặt trời – gây tranh luận nhiều năm chúng tơi có mảnh ghép cuối trị chơi ghép hình”, theo Louise Harra, thành viên khác Phịng thí nghiệm Khoa học khơng gian UCL-Mullard London “Tất hành tinh hệ Mặt trời chìm gió Mặt trời, nên việc tìm hiểu thật quan trọng chúng ta”

(25)

Young tán thành “Chúng vừa nhận trình hoạt động Mặt trời nguyên nhân gây gia tốc vật chất vào không gian bên ngồi”, ơng thêm “Gió nhìn thấy phạm vi rộng vật thể thiên văn, bao gồm nhiều loại sao, lỗ đen, thiên hà khác nhau, kết ảnh hưởng đến nghiên cứu tất vật thể khác này”

Đội nghiên cứu làm việc để xác nhận kết họ tìm hiểu tượng bí ẩn tai lửa Mặt trời – vụ bùng phát khối lượng bề mặt Mặt trời gửi lượng khổng lồ hạt xạ lượng cao vào khơng gian mối đe dọa chủ yếu việc thám hiểm không gian công nghệ vệ tinh

Bob Swarup (physicsworld.com, 13/04/2008)

John Wheeler: 1911 – 2008

John Wheeler, nhà vật lí huyền thoại, người giúp phát triển lí thuyết phân hạch hạt nhân đặt thuật ngữ “lỗ đen”, qua đời ngày hôm qua tuổi 96 Wheeler, người trải qua phần lớn nghiệp hàn lâm ông đại học Princeton, thầy hướng dẫn cho nhiều tên tuổi vĩ đại ngành vật lí, có Richard Feynman, nhà vũ trụ học Kip Thorne, nhà lí thuyết “đa giới” Hugh Everett

Sinh ngày 09/07/1911 Jacksonville, Florida, Wheeler vào học trường đại học Johns Hopkins Baltimore, Maryland, tuổi 16 Ban đầu, ông đăng kí học kĩ thuật chuyển sang vật lí sau truyền cảm hứng vị giảng viên vật lí ơng, John C Hubbard Cuối cùng, Wheeler kết hợp học đại học nghiên cứu tiến sĩ, lấy tiến sĩ năm 1933 tính chất nguyên tử helium

Năm sau đó, Wheeler Copenhagen, ơng thực nghiên cứu sau tiến sĩ với Niels Bohr, người mà ông có nhiều thảo luận tảng học lượng tử Trong kiến nghị ông gửi Hội đồng Nghiên cứu quốc gia Mĩ xin suất học bổng sang Đan Mạch, Wheeler nói Bohr “người tốt để đầu quân nghiên cứu hạt nhân” Hai người sau hợp tác lí thuyết phân hạch hạt nhân Bohr đến Mĩ năm 1941 với tư cách người tị nạn Đan Mạch, có mơ hình “giọt chất lỏng”

(26)

Wheeler đặt tên “lỗ đen” vào năm 1967 để mô tả sinh ngơi có đủ khối lượng co lại sức nặng riêng Lực hút hấp dẫn ngơi trở nên q mạnh nên khơng ánh sáng Wheeler ban đầu khơng thích ý tưởng đưa đến kì dị, khơng gian cong vơ hạn vật chất đặc vơ hạn Ơng cịn nhà nghiên cứu tiên phong hấp dẫn lượng tử, phát triển phương trình “Wheeler-de Witt” với Bryce de Witt

Sau nghỉ hưu từ Princeton vào năm 1976, nơi ông thiết lập thành trung tâm hàng đầu cho nghiên cứu thuyết tương đối rộng, Wheeler chuyển đến đại học Texas Năm 1998, ông cho xuất tự truyện “Geon, Lỗ đen Bọt lượng tử: Một đời vật lí”, sách ông làm đồng tác giả với Kenneth Ford Wheeler nhà Highstown,

New Jersey, vào hôm chủ nhật, 13/04

Matin Durrari (physicsworld.com, 14/04/2008

Nước Mĩ lại kêu gọi tranh luận khoa học

Các nhà khoa học Mĩ vừa đưa lời kêu gọi ba ứng cử viên tổng thống chủ yếu nước Mĩ tham gia vào tranh luận rộng rãi khoa học

Những người tổ chức ScienceDebate 2008, kiến nghị cho tranh luận khoa học chừng 37.000 người kí tên, mời ứng cử viên tham gia tranh luận vào hôm thứ sáu 18/04 Philadelphia, buộc phải hủy bỏ hồi tuần phản ứng nghèo nàn Barack Obama, hai ứng cử viên Đảng Dân chủ, từ chối tham dự, Hillary Clinton, ứng cử viên Dân chủ kia, lẫn John McCain, ứng cử viên Đảng Cộng hòa mạnh hơn, cho câu trả lời không

(27)

Các ứng cử viên vừa nhận lời mời đến tranh luận Oregon vào ba ngày vào đầu tháng

Một nhà tổ chức, Lawrence Krauss, nhà vật lí trường đại học dự bị Case Western Cleveland, Ohio, nói với physicsworld.com ơng thật thất vọng ứng cử viên chẳng phản ứng gì, ông không thấy bất ngờ cho “Khi lần công khai kêu gọi tranh luận, tơi khơng tưởng tượng kiện thực tế, hàng loạt ủng hộ từ khắp miền đất nước khiến ngạc nhiên”, ơng nói “Tất nhiên, ứng cử viên phải có sức thuyết phục ưu điểm trội họ, họ không xoay xở kẻ dốt nát Thật trận chiến ngược dịng, tơi nghĩ trận chiến đáng để tiếp tục chiến đấu”

Tập hợp phong trào

Ý tưởng ScienceDebate 2008 hình thành hồi cuối năm ngối nhóm nhỏ gồm người, có Krauss nhà viết kịch Matthew Chapman Mặc dù ban đầu có ý từ phía quan truyền thơng, quan điểm lớn lên nhanh chóng qua blog, diễn đàn trang mạng xã hội Facebook

Trong số người kí tên vào kiến nghị có 80 hiệu trưởng trường đại học, 100 đại biểu đến từ viện nghiên cứu Viện Vật lí Mĩ, 20 nhà khoa học đoạt giải Nobel, có Davif Gross, Steven Chu John Mather

Những người ủng hộ đề xuất tranh luận muốn ứng cử viên tổng thống trình bày số vấn đề chủ yếu, gồm:

 Việc đưa tin truyền thơng khơng xác khoa học

 Nền giáo dục khoa học nghèo nàn

 Nạn mù chữ tràn lan

 Tài trợ san phẳng hay cắt giảm tài trợ cho nghiên cứu

 Chính sách cơng khơng đủ mạnh biến đổi khí hậu vấn đề mơi trường khác

 Áp lực phủ thông tin khoa học

“Một tranh luận làm phát sinh nhiều nhận thức mối quan hệ khoa học, cơng nghệ sách cơng”, Krauss nói “Như tơi thường phát biểu, khoa học cơng nghệ hình thành nên phận vấn đề chủ yếu mà vị tổng thống phải xử lí, từ mơi trường quốc phịng, từ lượng cạnh tranh kinh tế”

(28)

Chính sách che giấu

Từ trước đến nay, ứng cử viên nhắc đến khoa học cách tình cờ Clinton có “chương trình nghị cách tân”, hứa tăng tài trợ cho nghiên cứu lên 50%, gấp ba số Quỹ tài trợ Khoa học quốc gia, khuyến khích nhiều phụ nữ vào khoa học “phục hồi tính liêm cho sách khoa học” Obama dự định tăng gấp đôi tài trợ nghiên cứu bản, tăng số lượng nhà khoa học thuộc thiểu số dân tộc khoa học lắng nghe cẩn thận quan điểm nhà khoa học xử lí vấn đề sách khoa học biến đổi khí hậu McCain dành thời gian cho vấn đề khoa học, ông thề giải biến đổi khí hậu

“Tơi theo dõi đa số tranh luận thật ngạc nhiên thấy khoa học cơng nghệ nhắc tới ỏi biết chừng nào”, theo Chapman “Theo tơi, cử tri cho sách nước Mĩ khơng u chuộng khoa học, có khả khơng mang lại mối quan hệ lợi ích mà nhận từ khoa học, giải pháp khoa học mang lại tương lai, thân khoa học Người ta quan tâm môi trường, chẳng hạn, dường chẳng hiểu khoa học mang lại cho thông tin mà sử dụng lạm dụng”

Chapman từ chối đoán xem ứng cử viên không phản hồi trước lời mời mới, tổ chức vào ngày 02/05, 09/05, 16/05 “Nó cho thấy ứng cử viên có lẽ lo ngại họ không trang bị đủ kiến thức khoa học để thảo luận vấn đề Họ không nên lo lắng thi vấn đáp Cái tìm kiếm tranh luận họ giải thích số giải pháp đề xuất họ cho vấn đề quan trọng Điều quan trọng nhất, muốn họ chứng minh, cách tham gia tranh luận chúng ta, họ nhận thức tầm quan trọng phi thường khoa học công nghệ sống đại”

Quasar kiểm tra đến giới hạn thuyết tương đối rộng

(29)

Thật vậy, người lãnh đạo đội nghiên cứu, Mauri Valtonen, thuộc Đài quan sát Tuorla Phần Lan, khẳng định cơng trình mang lại chứng chắn cho lỗ đen, vật thể nặng tới mức khơng-thời gian tiên đốn bị cong hồn tồn “Người nhắc tới khái niệm lỗ đen lúc, nói trước tiên người ta phải chứng minh thuyết tương đối rộng giữ vai trò trường hấp dẫn mạnh trước chắn lỗ đen tồn tại”, ơng nói với physicsworld.com

Hệ đôi

Phép kiểm tra thuyết tương đối rộng liên quan tới lõi thiên hà xa hay quasar gọi OJ287, biết phát cặp xung quang sáng chói 12 năm hay ngần thời gian Năm 1988, Valtonen người khác đề xuất phát xạ cấp nguồn lỗ đen nguyên thủy nặng gấp 18 tỉ lần Mặt trời, quay xung quanh lỗ đen thứ hai nhẹ chừng 200 lần Trong hệ đôi thế, vật thể nhẹ qua vật chất đĩa bồi tụ lỗ đen nguyên thủy hai lần quỹ đạo, giải phóng xung lượng làm

Bằng cách lập mô hệ thế, nhà nghiên cứu đưa thuyết tương đối rộng vào kiểm tra cách tiên đốn đợt bùng phát xảy Lúc ấy, đợt bùng phát chủ yếu (được định thời gian thập niên 1990) tiên đốn với độ xác vài tuần, mơ hồ để kiểm tra hiệu ứng tương đối tính tổng quát Nhưng vào đầu năm ngối, dựa mơ hình sàng lọc năm tháng theo dõi OJ287, Valtonen người khác tiên đốn ngày tháng xung sáng xuất hiện: ngày 13 tháng năm 2007, hai ngày

Nhằm có hi vọng phát xung đó, 25 nhà thiên văn đến từ 10 quốc gia làm việc với Đấy vào tháng 9, OJ287 mọc lên phía đơng trước Mặt trời mọc, nhìn thấy nơi Trái đất khoảng 30 phút trước Mặt trời trở nên sáng Khi bắt đầu quan sát Nhật Bản, sau Trung Quốc, châu Âu, kết thúc quần đảo Canary, nhà quan sát theo dõi Mặt trời mọc hướng tâm khắp địa cầu tối đa hóa thời gian quan sát Tổng cộng, khoảng 300 phép đo thực từ 04/09 đến 20/10, số tiến hành nhà thiên văn nghiệp dư

Chiến dịch thành công

Xung quasar xuất theo lịch định, đề xuất mạnh mẽ OJ287 hệ lỗ đen đơi (Nature 452 851) Ngồi việc xác nhận khối lượng khổng lồ lỗ đen nguyên thủy, kết cho thấy quỹ đạo lỗ đen thứ hai tiến động tốc độ 39 độ chu kì Để so sánh, hiệu ứng bóp méo Mặt trời tác dụng lên không-thời gian cục làm cho quỹ đạo Thủy tinh tiến động chưa tới 0,1 độ kỉ

(30)

tốc độ phát xạ quan sát thấy OJ287 khiến nguồn phát sóng hấp dẫn sáng biết vũ trụ, mục tiêu tốt cho Ănten Vũ trụ Giao thoa kế Laser (LISA) – thời kì 2016 – 2019 đợt bùng phát lớn diễn

Transistor graphene cắt từ dải thành chấm

Các nhà nghiên cứu Đại học Manchester Anh vừa chế tạo transistor từ chấm lượng tử graphene, cho thấy graphene chất thay triển vọng cho silicon hệ dụng cụ điện tử

Graphene cacbon hai chiều dày nguyên tử, thường chế tạo cách tách tinh thể graphite nhỏ Ở cấp độ phân tử, trơng bè nhỏ - phân tán liên tục vịng benzen liên kết

Do tính chất vật lí khác thường nó, graphene thường chào mời để thay silicon làm chất liệu điện tử chọn lọc Những tính chất bao gồm thực tế electron bên chất xử hạt tương đối tính, chúng khơng có khối lượng nghỉ truyền tốc độ khoảng 106

(31)

Cho đến nay, nhà nghiên cứu chế tạo transistor từ dải graphene Nhưng hình dạng dài khơng làm tối đa hóa dẫn điện, lí Novoselov đồng cắt dải trở lại kích thước có khả giam giữ lượng tử electron Họ làm cách sử dụng kết hợp thuật khắc chùm electron khắc phản ứng plasma để đục đảo nhỏ khỏi graphene lớn (Science 320 356) “Chúng vừa chứng minh chứng khái niệm - nghĩa chế tạo transistor dựa chấm lượng tử graphene thủ tục cơng nghệ tiêu chuẩn”, Novoselov nói “Ngồi ra, dụng cụ hoạt động nhiệt độ phòng”

Andre Geim, thành viên khác đội, nói lúc họ chế tạo transistor có khả sinh sản với đặc trưng nhỏ cỡ 10 nm, thu nhỏ cịn nm tương lai “Đó điện tử học phân tử sử dụng phương pháp từ xuống Khơng có chất khác cho phép phương pháp chế tạo cấu trúc nhỏ 100 nm, kích thước cần thiết cho điều khiển transistor electron độc thân nhiệt độ phòng”

Jie Chen thuộc Đại học Alberta Canada, người có đội nghiên cứu nghiên cứu việc chế tạo dụng cụ điện tử từ graphene, lấy làm ấn tượng trước mức độ nhanh chóng mà Novoselov, Geim đồng tạo phát triển với graphene “Họ người dẫn đầu giới lĩnh vực này”, ơng nói

Belle Dumé (physicsworld.com, 17/04/2008)

Các khẳng định về vật chất tối vẫn gây tranh luận

Các nhà vật lí hồi nghi khẳng định đưa hồi tuần cho vật chất tối phát phịng thí nghiệm Italy, khăng khăng liệu cần phải ủng hộ thí nghiệm khác Đội nghiên cứu người Italy, đưa khẳng định họp Venice, nói họ có chứng mạnh mẽ cho thấy vật chất tối nhận dạng qua hạt tương tác yếu

Vật chất tối ban đầu đưa để giải thích thiên hà chứa phần khối lượng mà chúng cần để quay tốc độ quan sát thấy chúng Không biết cách quan sát cách trực tiếp, phép đo thiên văn cho thấy phải chiếm khoảng 95% toàn vật chất vũ trụ, chủ yếu nằm “vầng hào quang” xung quanh tâm thiên hà

(32)

sáng, tương tác với vật chất bình thường thơng qua lực hạt nhân yếu Thật tương tác đủ để va chạm với hạt nhân bên chừng 100 kg sodium-iodide, đội DAMA giữ chất dãy máy dị hạt chơn sâu km lịng đất

Đội DAMA tìm thấy lóe sáng sinh giật lùi hạt nhân bên máy dị hạt họ có xu hướng xảy nhiều tháng so với tháng 12 Sự điều biến theo mùa phù hợp với tiên đoán Trái đất xoay chuyển động thuận chiều ngược lại “gió” WIMP quay xung quanh Mặt trời, Mặt trời tự chuyển động qua vầng vật chất tối thiên hà Sau phân tích kết họ, họ khẳng định điều biến hướng tới WIMP ngưỡng khối lượng 44 – 62 GeV - phía nhẹ thang đo tiên đốn lí thuyết – mức độ tin cậy 6,3  (hay độ chắn 99,9999998%)

Đồng thời, nhiều nhà vật lí hồi nghi điều biến theo mùa có khả kết số thứ tầm thường hơn, thay đổi nhiệt độ xung quanh Cho nên, tám năm qua, đội nghiên cứu nâng cấp lượng sodium iodide dãy máy dò họ lên 250 kg Vào tuần rồi, họ khẳng định nâng cấp này, gọi “DAMA/LIBRA”, cho phép họ xác nhận tồn WIMP với độ tin cậy tăng lên 8,2 

Tuy nhiên, mức độ tin cậy điều biến, nhiều người chưa bị thuyết phục “Thông cáo DAMA có tiếp nhận hỗn hợp”, theo Henrique Araujo thuộc ZEPLIN-III, thí nghiệm WIMP khác “Khơng tranh cãi họ quan sát thấy điều biến thường niên, cộng đồng cần phải thuyết phục vật chất tối khơng có để làm với cả”

Phù hợp với tiên đốn

(33)

viên cho đội DAMA, nói: “Thí nghiệm DAMA cũ nhìn thấy bảy chu kì thường niên thí nghiệm DAMA/LIBRA cho thấy bốn chu kì thường niên, với mức độ tin cậy cao, phù hợp với đặc điểm trông đợi cho có mặt hạt vật chất tối vầng thiên hà”

Đội DAMA nhìn thấy số lóe sáng (gọi nhấp nháy) máy dị họ điều biến với chu kì năm Biểu đồ cho thấy tương quan tăng lên kể từ họ nâng cấp tổng khối lượng máy dò họ

Các nhà vật lí khác nguyên nhân khác cho điều biến Bất kì hạt trung hịa tán xạ khỏi hạt nhân để làm cho giật lùi, nên có khả điều biến bị gây neutron đến từ tia vũ trụ Tuy nhiên, vài thí nghiệm độc lập thất bại trước việc tìm kiếm tỉ số bắn phá neutron tia vũ trụ ngưỡng lượng thí nghiệm DAMA (2 – keV), ngược lại cách giải thích

Một khả khác đội DAMA thật quan sát thấy lóe sáng tạo hạt tán xạ khỏi electron nguyên tử, khơng phải hạt nhân “ZEPLIN-III có khả phát điều biến electron giật lùi tốc độ lượng DAMA báo cáo, cần có nhiều thời gian hơn”, Araujo nói

Một khả thứ ba giật lùi tạo hạt giả định gọi axion Những hạt nhẹ này, đưa vào để giải tốn “CP mạnh” lí thuyết lực mạnh vào cuối thập niên 1970, đề xuất ứng cử viên cho vật chất tối trước đây, từ trước đến lãng tránh nỗ lực tìm kiếm Axion phù hợp để giải thích điều biến thí nghiệm DAMA yêu cầu khối lượng khoảng keV

Nền vật lí ?

(34)

thường! Các nhà lí thuyết vật lí hạt dự đốn nhiều kịch bản, khơng có kịch này”

“Nếu phát vật chất tối, rõ ràng thí nghiệm giành giải Nobel”, theo Richard Gaitskell, người nghiên cứu vài tìm kiếm WIMP trực tiếp Gaitskell lưu ý tương tác khác tạo dấu hiệu nhìn thấy DAMA, có cảm giác đội DAMA chưa đủ chặt chẽ việc định cỡ hệ thống máy dò họ “Điều tốt họ tắt chùm tia họ hay khơng, giống bạn làm máy dị hạt”, ơng giải thích Nếu điều có thể, họ nhìn thấy điều biến theo mùa có bị gây thứ khác hay khơng “Thật đáng tiếc, bạn tắt chùm WIMP”, ông thêm

Bernabei nói với physicsworld.com bà phần cịn lại đội DAMA hài lòng họ tiến hành tất phép kiểm tra cần thiết Nhưng Gaitskell nói tốt đội DAMA tiến hành kiểm tra trực tiếp họ thu thập số liệu thực nghiệm cách tạo lóe sáng riêng họ tìm kiếm dấu hiệu điều biến theo mùa “Nếu tơi có điều ước cho Giáng sinh, nhìn thấy liệu kiểm tra rõ ràng biểu ổn định cần thiết”, ơng nói

Phonon thất bại trước việc

giải thích sự siêu dẫn nhiệt độ cao

Hai đội nghiên cứu độc lập vừa tìm thấy đinh cuối cỗ quan tài chế lâu cho giải thích siêu dẫn nhiệt độ cao

Kể từ hợp chất đồng ôxit hay “cuprate” lần phát biểu siêu dẫn nhiệt độ cao không độ tuyệt đối vào năm 1980, nhà vật lí cố gắng giải thích xem chất liệu xử phương pháp pha tạp thường dùng để tìm hiểu đối tác nhiệt độ thấp chúng Điều có nghĩa dấu hiệu siêu dẫn – dòng điện tích có điện trở khơng – thu từ electron tương tác với dao động mạng tinh thể cuprate

(35)

“Nó tốn địi hỏi phải thận trọng, giống việc cố tìm nơi chơn cất chúa Jesus”, theo Tom Timusk thuộc Đại học McMaster Canada, người khơng có liên quan nghiên cứu “Một kẻ vô thần không thận trọng, tín đồ Hồi giáo hay Phật tử khơng bị kích động, người tin tưởng phát gây ấn tượng Nó chế phonon siêu dẫn [nhiệt độ cao]”

Từ thấp đến cao

Các chất siêu dẫn nhiệt độ thấp, chất tạo chuyển tiếp pha siêu dẫn gần không độ tuyệt đối, mơ tả tốt lí thuyết Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 50 năm Theo lí thuyết này, lực đẩy tự nhiên hai electron bị áp đảo dao động mạng, gọi phonon, kết hợp electron thành “cặp Cooper” Thành nhiệt độ thấp, electron tránh tác dụng cản trở cách chung với đối tác nó, cặp Cooper không chịu chút điện trở

Lí thuyết BCS tự khơng thể giải thích electron ghép đôi chất siêu dẫn nhiệt độ cao, nhà vật lí – Alex Müller, người chia sẻ giải thưởng Nobel năm 1987 với George Bednorz cho việc khám phá chất – cho số trình sở phonon Mặc dù nhiều kĩ thuật tán xạ neutron quang phổ hồng ngoại xa không tán thành, năm 2001 đội nghiên cứu độc lập tiến hành quang phổ phát xạ quang tìm thấy chứng làm hồi sinh cách hiểu phonon

Họ nhận thấy, sau chiếu ánh sáng góc khác vào cuprate, electron phát quang ion hóa có mối quan hệ lượng-xung lượng chứa “nút thắt” bật 50 80 meV Một nút thắt gợi ý electron tương tác cuprate với số loại boson (hạt có spin ngun) – cho dù khơng rõ boson phonon hay khơng

Nay Dirk Manske đồng Viện Vật lí Chất rắn Karlsruhe Viện Nghiên cứu Chất rắn Max Planck Stuttgart vừa tính mối quan hệ lượng-xung lượng trơng từ phép tính nguyên tắc thứ để xem phạm vi phonon nguyên nhân nút thắt Họ dùng “phép xấp xỉ mật độ cục bộ” để tính số trạng thái lượng có sẵn cho electron chất siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu3O7, họ kết hợp với

một phép tính xem electron thay đổi lượng tương tác phonon

Nút thắt nhỏ

(36)

Trong đó, Steven Louie đồng Đại học California Berkeley đến kết luận tương tự với cuprate LaSrCuO4 Từ tính tốn họ, đóng góp phonon dường

là bậc độ lớn nhỏ cho nút thắt quan sát (Nature 452 975)

Mặc dù phonon bị loại trừ thật khỏi nguyên nhân sở siêu dẫn nhiệt độ cao cuprate, nhà nghiên cứu có nhiệm vụ tìm kiếm q trình khác hoạt động Một khả electron ghép đôi thông qua tương tác spin chúng Những tương tác xảy phạm vi ngắn so với phonon, thực tế có chứng đáng kể ủng hộ cho quan điểm

“Có nhiều kĩ thuật thực nghiệm sử dụng để thẩm vấn chất siêu dẫn nhiệt độ cao”, Louie nói “Với mẫu tiến không ngừng tăng thêm kĩ thuật thực nghiệm, số liệu từ phép đo tiết lộ kết ngày chi tiết mang tính hệ thống Lí thuyết siêu dẫn cho cuprate nhiệt độ cao phải giải thích qn tồn số liệu này”

Đã quan sát rõ được blazar

Các nhà nghiên cứu vừa thu ảnh rõ ràng từ trước đến vật lí ẩn đằng sau trình ngoạn mục vũ trụ - vụ bùng phát ánh sáng khủng khiếp gọi blazar sinh lỗ đen siêu trọng hút vào vật chất xung quanh chúng

Sử dụng số liệu từ vài kính thiên văn khác nhau, nhà nghiên cứu nhận chuỗi kiện nhờ hạt tích điện gia tốc tập trung từ trường thành “vòi” thổi vào không gian 9% tốc độ ánh sáng, tạo bùng phát ánh sáng Kết họ dường làm sống lại lí thuyết có cách thức vịi hình thành

Ẩn dật tâm nhiều thiên hà lỗ đen siêu trọng – nặng gấp Mặt trời hàng trăm triệu lần – hút vật chất lân cận vào “đĩa bồi tụ” tương đối mỏng xoắn ốc vào phía Khi quay thế, vật chất trở nên nóng, hình thành nên plasma hạt tích điện tạo đường sức từ vng góc với mặt phẳng đĩa

(37)

Blazar bùng phát cho bắt đầu với vụ nổ dội gần lỗ đen, gửi sóng sốc lượng qua vòi Các đường sức từ xoắn cho làm gia tốc sóng sốc tập trung vào “cái nơ” kín Do chất xoắn đường sức từ, nên lí thuyết tiên đoán hạt đuổi kịp vào nơ tuân theo đường xoắn ốc chúng bị bắn

Nay, Alan Marscher đồng Đại học Boston Mĩ với nhóm cộng tác viên quốc tế người bắt thống q trình Đội nghiên cứu tập trung vào blazar tâm BL Lacertae, thiên hà cách Trái đất chừng 950 triệu năm ánh sáng (Nature 452 966) Cái vòi blazar dường hướng thẳng đến Trái đất phát bùng phát xạ dội tồn vài ngày xuất khoảng hai lần năm

Ảnh minh họa blazar cho thấy đường sức từ xoắn

Đội nghiên cứu tập trung vào bùng phát xuất vào cuối năm 2005 Khi bùng phát ló khỏi vịi, chuyển động qua khơng gian ghi lại Very Long Baseline Array (VLBA) – gồm 10 kính thiên văn vơ tuyến trải khắp nước Mĩ Cách cho phép đội nghiên cứu xác định vận tốc gút nơ

Hành vi đợt bùng phát vòi nghiên cứu số kính thiên văn quang học, tia X tia gamma – đặt mặt đất lẫn khơng gian

(38)

Thời gian trễ bùng phát quang học bên vịi bùng phát vơ tuyến bên ngồi vịi đo lại Giá trị sau đem nhân với vận tốc gút nơ để ý tưởng chiều dài vòi – đội nghiên cứu ước tính vào khoảng 1013

km hay gấp 10.000 lần khoảng cách Trái đất Mặt trời

Đội nghiên cứu tìm thấy phân cực ánh sáng phát từ gút nơ quay gút nơ chuyển động qua vòi Mark Birkinshaw – nhà thiên văn vật lí Đại học Bristol, Anh, người khơng có liên quan nghiên cứu – nói với physicsworld.com điều “phù hợp với quan niệm cấu trúc sốc chuyển động dọc theo đường sức từ xoắn ốc” Ông nói thêm kết Marscher “phù hợp tốt với đa số lí thuyết”

Theo Marscher, đội nghiên cứu cịn thu số nhìn sâu sắc vào điều xảy với gút nơ ló khỏi vịi Tại điểm này, nhà nghiên cứu phát đợt bùng phát thứ hai xạ gamma lượng cao mà họ tin liên quan đến bắt đầu xoáy cuộn dòng plasma, chúng phát nhiều nhiệt tia gamma lượng cao

Tuy nhiên, câu hỏi quan trọng mà đội nghiên cứu khơng có khả trả lời vụ nổ ban đầu xảy

Marscher tìm kiếm nhằm thu hiểu biết tốt tia gamma phát từ blazar, sử dụng Kính thiên văn Vũ trụ Tia gamma Diện tích lớn (GLAST) NASA, thiết bị trơng đợi phóng lên quỹ đạo tháng 5/2008 Xa tương lai, kính thiên văn vơ tuyến xây dựng Nhật Bản vào năm 2012 dùng chung với VLBA kính thiên văn vơ tuyến khác để săm soi sâu vào vòi vật chất phát

Hamish Johnston (physicsworld.com, 23/04/2008)

“Giấy bucky” căng theo một kiểu lạ

(39)

Sự kéo căng bình thường xác định tỉ số Poisson dương (phần trăm co lại bề ngang so với phần trăm sức căng đặt vào) Tuy nhiên, hàng trăm năm qua, nhà vật lí trở nên thơng thạo với số lượng nhỏ ngày nhiều chất có tỉ số Poisson âm Các chất “tăng trưởng” trở nên rộng bị kéo căng bao gồm số đá mô sống Cấu trúc chất liệu có xu hướng bao gồm giằng kiểu cắt kéo giống hệt giá rượu vang xếp lại

Ảnh chụp qua kính hiển vi điện tử qt (A) giấy bình thường chế tạo từ sợi bột gỗ, (B) giấy bucky SWNT, (D) giấy bucky MWNT (C) Ảnh qua kính hiển vi lực nguyên tử giấy bucky MWNT

Hiện nay, Ray Baughman đồng Đại học Texas Dallas với nhà nghiên cứu Brazil phát số loại giấy bucky thuộc loại tăng trưởng (Science 320

504)

Đội nghiên cứu chế tạo giấy bucky họ theo cách giống cách giấy viết bình thường chế tạo – cách làm khô chất bột giấy sợi ống nano Ống nano carbon carbon dày nguyên tử cuộn lại thành ống có đường kính vài ba nano mét

SWNT MWNT

Chất bột giấy gồm hỗn hợp ống nano đơn thành (SWNT) ống nano đa thành (MWNT) MWNT gồm vài ống nano đồng tâm Các nhà nghiên cứu nhận thấy việc tăng số lượng MWNT giấy tạo chuyển tiếp bật từ tỉ số Poisson dương khoảng chừng 0,06 sang giá trị âm lớn nhiều chừng – 0,20

(40)

căng Trái lại, giá bị khóa cho khơng cịn co (nhưng giằng kéo căng), việc tăng chiều dài giằng tạo tỉ số Poisson âm

Mơ hình ống nano, ống nano uốn khúc biểu diễn chuỗi zigzag

Đội nghiên cứu nhận thấy ống nano chứa ống nano đơn thành lẫn đa thành có tỉ số sức bền trọng lượng cao gấp 1,6 lần, tỉ số suất đàn hồi trọng lượng cao gấp 1,4 lần độ dai gấp 2,4 lần cấu tạo từ SWNT MWNT Tính chất giấy bucky cải thiện cách trộn lẫn loại ống nano áp dụng cho dãy ống nano khác, ống nano, theo lời nhà nghiên cứu

Cơ nhân tạo

Khả điều chỉnh tỉ số Poisson khai thác cho việc chế tạo đặc biệt bọc xung quanh mặt lõm, lồi hình n ngựa- thứ dùng để chế tạo cấu trúc với nhiều hình dạng đa dạng Đội nghiên cứu cịn tin chất điều chỉnh dùng để chế tạo dây thừng, nhân tạo cảm biến sức căng biểu hóa chất định gây sức căng học

“Bằng cách chọn tỉ số SWNT MWNT thích hợp, tỉ số Poisson cịn điều chỉnh đến khơng, hữu ích cho việc chế tạo đầu mút cảm biến khơng bị bóp méo theo bề ngang bẻ cong”, Baughman giải thích Ơng khẳng định, điều cải tiến độ nhạy cảm biến

(41)

Synchrotron chứng tỏ người châu Âu không phải

những họa sĩ đầu tiên sử dụng dầu

Người châu Âu thường có chút kiêu hãnh cho ghi nhận đổi Copernicus có lẽ thức hóa mơ hình nhật tâm hệ Mặt trời vào đầu năm 1500, chẳng hạn, người Ba Lan làm điều với hỗ trợ nhiều bảng số đo thiên văn thực 200 năm trước Iran Ngay thân phương pháp khoa học, thường cho xuất từ thí nghiệm Galileo Italy vào khoảng thời gian đó, có gốc rễ với nhà khoa học Arab thuộc kỉ 11

Sự nhầm lẫn lịch sử tương tự xảy giới nghệ thuật Nhiều người nghĩ tranh sơn dầu phát minh Âu châu vào đầu thời kì Phục hưng, hồn thiện người họa sĩ kỉ 15 Jan van Eyck, người cho tình cờ gặp mơi trường làm thí nghiệm với nước men Nhưng họ sai lầm

“Toàn câu chuyện thần thoại xoay quanh gọi phát minh Van Eyck thuật sơn dầu”, theo Jenny Graham, nhà lịch sử nghệ thuật Đại học Plymouth, Anh, tác giả sách Phát minh Van Eyck “Nhưng từ lâu người ta công nhận sơn dầu

được ghi chứng tài liệu vào kỉ 12 chí sớm có lẽ phát sinh từ bên ngồi châu Âu”

(42)

Nghệ thuật kỉ thứ bảy

Các bích họa Afghan phát hồi năm 2001 sau chiến binh Taliban phá hủy hai tượng Phật sa thạch, cao chừng 15 tầng, thành phố cao nguyên Bamyan Phía sau đống đổ nát lối dẫn vào mạng lưới chừng 50 hang động có bích họa sơn Chúng có niên đại kỉ thứ 7, sớm thời kì Phục hưng kỉ

Yoko Taniguchi thuộc Viện Nghiên cứu Quốc gia Các di sản văn hóa Tokyo lần quan sát tranh cách ba năm, ý tới dường màng mỏng co lại bề mặt “Tơi cho dầu, khơng phải chất liệu chủ yếu [sử dụng vùng Afghan], nên không thật xem xét nó”, bà nói Taniguchi định lấy số mẫu vật nhỏ tới Grenoble, Pháp, nơi bà làm việc với Marine Cotte đồng ESRF

ESRF cung cấp ánh sáng synchrotron với độ sáng cao bước sóng từ hồng ngoại tới tia X, nghĩa đội Cotte sử dụng ba kĩ thuật chụp ảnh khác để nghiên cứu mẫu vật Huỳnh quang tia X micro nhiễu xạ tia X micro xuyên sâu vào mẫu vật để phân biệt thành phần sắc tố Nhưng sử dụng phổ hồng ngoại biến đổi Fourier micro, mang lại quang phổ cho lớp cách biệt mẫu vật, nên nhà nghiên cứu nhận dấu hiệu liên kết carbon-hydrogen carbon-oxygen Những liên kết cho thấy chất màu phải kết nối với dầu (J Anal At Spectrom. doi: 10.1039/b801358f)

“Chúng may mắn kĩ thuật phân tích sử dụng xạ synchrotron nên phân tích lớp mức độ vi mơ”, Taniguchi nói “Nếu chúng tơi phân tích mẫu vật lấy từ nơi khác – vùng Trung Á Địa Trung Hải – chúng tơi tìm thấy mẫu tương tự”

Các chất màu liên kết

Bên cạnh việc củng cố cho ý tưởng sơn dầu biết tới với văn hóa khơng phải châu Âu trước vào thực tiễn châu Âu, hiểu biết bị thay đổi thời điểm dầu lần sử dụng để kết nối chất màu, thay cho việc đơn giản tráng men mẫu chế tạo chất khác Nhà viết sách y khoa Aetius mô tả việc sử dụng dầu khô làm chất sơn dầu với họa sĩ vào kỉ thứ 6, kỉ thứ 12, với tác phẩm thầy tu người German Theophilus, chứng cớ chắn đưa cho việc trộn dầu với chất màu để vẽ tranh

“Tầm quan trọng kết nhà lịch sử nghệ thuật”, Graham giải thích, “dựa phân biệt tráng men với dầu Aetius mơ tả, dường có đây, tranh sơn dầu cống, chất màu trộn với chất kết dính có dầu, thói quen thường ghi nhận vào khoảng kỉ thứ 12 Vì vậy, Afghanistan, khơng có thực tế thay cho chứng tư liệu thí dụ sớm tranh sơn dầu, cịn có thí dụ châu Âu ủng hộ cho câu chuyện mang tính quốc tế nhiều nghệ thuật”

(43)

Các nhà vật lí định lượng được “hệ số không hiệu quả”

Giống nhiều nhà vật lí, Stefan Thurner khơng thích thời gian vào họp kéo dài Nhưng sau quan chủ quản ông – Đại học Y khoa Vienna – trải qua đợt cấu lại quan trọng cách vài năm, ông nhận thấy thời gian ông dành cho ủy ban công việc điều hành khác tăng lên gấp năm lần

Biểu đồ bốn thông số quản lí khác theo quy mơ tổ chức nhân Mỗi điểm biểu diễn giá trị trung bình thơng số cho cấu có quy mơ định

Để tìm hiểu sao, Thurner nhà vật lí khách mời Peter Klimek Rudolf Hanel chuyển sang nhà sử học người Anh C Northcote Parkinson, người có lần nghiên cứu cách thức Hải quân Anh quản lí Parkinson, qua đời vào năm 1993, phát tương quan mạnh mẽ lực ủy ban đưa định tốt, quy mơ Đặc biệt, Parkinson nhận thấy ủy ban có nhiều khoảng chừng 20 thành viên hiệu nhiều việc đưa định so với nhóm nhỏ - thứ ông đặt tên “hệ số không hiệu quả”

(44)

Các số quản lí

Để làm vậy, đội nghiên cứu khảo sát mẫu quản lí 197 quốc gia khắp giới Những tổ chức gồm nơi từ thành viên (Lechtenstein Monaco) đến 54 thành viên (Sri Lanka) Tính hiệu mẫu định chuẩn thông số: số phát triển người Liên hiệp quốc (HDI) – đánh giá sức khỏe, giàu có học vấn người quốc gia – ba số đo Ngân hàng Thế giới sử dụng để tính số quản lí tồn cầu

Đội nghiên cứu tìm thấy quan hệ tuyến tính âm mạnh quy mơ máy số Nói cách khác, nước có nội đơng có xu hướng có HDI nghèo nước có nội nhỏ hơn, chẳng hạn Theo Thurner, tầm quan trọng thống kê kết họ bậc độ lớn tốt thường xem xét kết tốt khoa học xã hội

Đội nghiên cứu phát thấy bốn số, đa số nước nằm điểm trung bình có nội 20 người, dường ủng hộ cho định lí Parkinson

Các nhân tố văn hóa

Tuy nhiên, có ngoại lệ quan trọng Ví dụ, Australia, Canada, New Zealand – nước có điểm quản lí cao – có nội gồm 27, 32 27 thành viên Ba nước có hệ thống trị văn hóa tương đồng Thurner hi vọng hợp tác với nhà khoa học xã hội để tìm hiểu xem nhân tố ảnh hưởng đến cách hành xử ủy ban

Một họ xác nhận quan sát Parkinson, đội nghiên cứu phát triển mơ hình tốn học giúp họ tìm hiểu 20 số đặc biệt Mỗi thành viên nội định nghĩa nút mạng lưới Trạng thái nút (ủng hộ hay chống lại vấn đề) bị ảnh hưởng mạnh tập hợp thành viên khác Tập miêu tả phận nội đảng phái trị Một nút cịn bị tác động yếu nút khác bên tập – phản ánh thực tế thành viên cịn bị chi phối đồng khác quan hệ xa

Động lực học nội với số lượng thành viên ổn định mơ cách bắt đầu mơ hình với nút trạng thái đặc biệt Trạng thái nút sau bị đảo lại có đủ số kẻ tác động trạng thái ngược lại Quá trình lặp lại nhiều lần hệ thống vào cấu hình bền liên minh “ủng hộ” hay “chống lại” Quá trình lặp lại cho cấu hình ban đầu toàn kết dùng để định nghĩa thông số “bất đồng” định lượng thiếu khả nội tới trí quan trọng Bất đồng lớn nội khả tới trí

(45)

Đồ thị thơng số bất đồng theo quy mô nội cho thấy thay đổi rõ ràng khoảng 20 thành viên Số liệu thu mơ máy tính Điểm đánh dấu “Charles I” quy mô nội người, số lượng mà Parkinson Thurner quan sát thấy dùng đời sống thực Một ngoại lệ đáng ý Charles I nước Anh (1600 – 1649), người thích có nội thành viên có triều đại kết thúc chiến tranh dân chủ hành

hình nhà vua

Nhiều bè cánh

Thurner đồng ông tin biến đổi xảy điểm mà nội ủng hộ nhiều bè phái độc lập – thứ làm suy yếu khả đưa định tốt

Thurner hi vọng nghiên cứu đội giúp tổ chức điều hành ủy ban Liên minh châu Âu EU đưa định hiệu Việc trở nên khó khăn EU công nhận nhiều thành viên (hiện có 27 thành viên) Thật vậy, EU xem xét giảm số lượng đại biểu ủy ban điều hành từ 27 xuống 18, nhằm tránh tai họa hệ số không hiệu Parkinson

Hamis Johnston (physicsworld.com, 27/04/2008)

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	1,38 MB