10 sự kiện vật lý năm 2011

Posted: February 5, 2012 in 1001 Câu Chuyện Vật Lý, Tin Khoa Học- Công Nghệ

Mô phỏng hàm sóng của một photon – (Courtesy: Jeff Lundeen and Charles Bamber)

Năm 2011 đã khép lại, hai trong số những chủ đề tốn nhiều giấy mực nhất đó là những câu hỏi liên quan đến ” Hạt Higgs boson – đã tìm thấy hay chưa”, và sự kiện liên quan đến kết quả của nhóm khoa học đến từ Italy ” Phải chăng các hạt neutrino di chuyển nhanh hơn ánh sáng ?”.

Trong khi cần phải mất vài tháng đến vài năm mới có câu trả lời một cách chính xác, trang physics world đã đề cử 10 thí nghiệm và kết quả khoa học nổi bật, được cộng đồng vật lý quan tâm không kém.

1. Quan sát quỹ đạo trung bình của các hạt photon trong thí nghiệm hai khe Young.

Nhóm tác giả : Aephraim Steinberg và đồng nghiệp, đến từ Toronto, Canada.

Dẫn đầu là thí nghiệm của nhóm Aephraim Steinberg và đồng nghiệp đến từ đại học Toronto, Canada, cho thí nghiệm liên quan đến các câu hỏi cơ bản nhất của cơ học lượng tử. Với phương pháp ” phép đo yếu”, nhóm đã thành công trong việc tìm đường đi trung bình của các hạt photon đơn lẻ thông qua thí nghiệm kinh điển – Hai khe Young. Thông tin chi tiết được đăng tải trên tạp chí Science tháng 6 năm 2011 với tiêu đề ” Observing the Average Trajectories of Single Photons in a Two-Slit Interferometer”.

Trao đổi với tạp chí Physics World, giáo sư Steinberg nói” hỏi về vị trí của các hạt photon trước khi đo được chúng là câu hỏi bất thường”. ” Nhưng giờ đây, chúng ta vẫn đang đặt những câu hỏi tường chừng như rất kì dị , và việc trả lời các câu hỏi đó làm thay đổi suy nghĩ và hiểu biết bấy lâu của chúng ta về thế giới vật lý.”

2. Phép đo trực tiếp hàm sóng lượng tử.

Nhóm tác giả : Jeff Lundeen, đến từ viện đo lường lượng tử, thuộc trung tâm nghiên cứu quốc gia Canada.

Tiến sĩ Jeff Lundeen, tốt nghiệp tiến sĩ tại đại học Toronto năm 2006, dưới sự hướng dẫn của giáo sư Aephraim Steinberg . Hiện tiến sĩ  Jeff Lundeen đang làm nghiên cứu viên tại viện đo lường lượng tử , thuốc NRC, Canada. Jeff Lundeen là tác giả chính của 3 bài báo trên Nature, 10 bài báo trên Physical Review Letters, và sở hữu 1 bằng sáng chế.

3. Tàng hình trong không-thời gian

Đứng ở vị trí thứ 3 là hai nhóm nghiên cứu, một đến từ đại học Cornell, Mỹ, của nhóm giáo sư Alexander Gaeta, và nhóm thứ hai đến từ đại học Imperial College London, Anh. Nhóm đến từ Anh đã đưa ra lý thuyết làm sao để tàng hình một sự kiện trong không gian và thời gian. Vài tháng sau, nhóm nghiên cứu đến từ đại học Cornell đã “chế tạo thành công” tấm thấu kính thời gian để có thể thực hiện được lý thuyết tàng hình. Nhóm cũng đưa ra những giới hạn vật lý của việc tàng hình trong không-thời gian.

4. Đo các tham số vũ trụ bằng lỗ đen

Nhóm tác giả, dẫn đầu là giáo sư Darach Watson và đồng nghiệp đến từ trường đại học Copenhagen, Đan mạch, và đại học Queensland, Úc đã sử dụng các lỗ đen với khối lượng siêu lớn – tạo ra các phản ứng hạt nhân vũ trụ – để làm ” thước đo” đo khoảng cách trong vũ trụ. Điều đáng quan tâm trong nghiên cứu này đó là các phản ứng hạt nhân vũ trụ xảy ra ở nhiều nời trong vũ trụ, không giống như các siêu tân tinh, nên chúng có thể làm ” thước đo” dài hạn hơn cho các thí nghiệm đo lường trong không gian.

5. Biến bóng tối thành ánh sáng

Nhóm tác giả đến từ Thụy Điễn dẫn đầuu là giáo sư Christ Wilson, đã lần đầu tiên quan sát thành công hiệu ứng Casimir động trong phòng thí nghiệm. Hiện ứng này xảy ra khi một tấm gương di chuyển cực nhanh qua một vùng chân không tạo ra các hạt photon ảo – các hạt luôn xuất hiện rồi tan biến – dính lại và tạo ra các photon thực, và có thể đo đạc được. Nhóm đã sử dụng thiết bị giao thoa siêu dẫn lượng tử ( superconducting quantum interference device) thay cho tấm gương.

6. Đo nhiệt độ vũ trụ sơ khai

Nhóm tác giả đến từ Mỹ, Ấn độ và Trung Quốc đã đưa ra số liệu chính xác nhất liên quan đến nhiệt độ của vũ trụ sơ khai, khi nó là tập hợp của các hạt quarks và gluons. Nhiệt độ này nằm trong khoảng 2 nghìn tỉ độ Kelvin. Số liệu này sẽ rất có ích cho các lý thuyết liên quan đến sắc động lực học lượng tử cũng như đến tính chất của các hạt neutrons, protons và hadrons.

7. Vị trí thứ 7 dành cho nhóm khoa học đến từ trung tâm thí nghiệm Tokai-to-Kamioka, Nhật Bản. Nhóm đã bắn các dòng hạt muon neutrino xuống dưới độ sâu 300 km, trước khi đến được máy đó, và đã phát hiện 6 hạt neutrinos đã thay đổi dao động, chuyển thành các hạt electron neutrinos. Mặc dù thí nghiệm vẫn chưa có độ tin cậy cao, những cũng làm cho các nhà lý thuyết tin tưởng vào dao động của neutrino, có thể chuyển đổi cấu hình từ muon neutrino sang electron neutrino.

8. Tia laser tạo từ tế bào sống
Nhóm nghiên cứu vật lý sinh học đến từ khoa Y đại học Harvard, do hai nhà khoa học Malte Gather và Seok Hyun Yun đã lần đầu tiên tạo ra nguồn tia laser từ một thực tể tế bào sống. Khám phá quan trọng này sẽ thúc đẩy các nghiên cứu trong lĩnh vực y sinh, đặc biệt là việc phân loại các tế bào ung thư và tế bào khỏe.

9. Máy tình lượng tử trong một thanh chip

Nhóm nghiên cứu dẫn đầu tời giáo sư Matteo Mariantoni và đồng nghiệp đến từ trường đại học California, Santa Barbara đã xậy dựng thành công cấu trúc “Von Neumann” lượng tự dựa trên các mạch điện tạo bởi các siêu dẫn và đã thực hiện hai thuật toán lượng tử cơ bản. Thiết bị sơ khai này được rất nhiều chuyên gia trong lĩnh vực máy tính quan tâm, và nó có thể mở ra kỉ nguyên máy tính mới – máy tính lượng tử toàn diện.

10. Khám phá các chất tàn dư từ Big Bang

Nhóm tác giả đến từ đại học California, Santa Cruz và đại học Saint Michael’s College ở Vermont đã lần đầu tiên thu thập được các tàn dư của vụ nổ Big Bang. Khác với các đám mây lấy từ các vụ trụ ở khoảng cách xa, hợp chất thu được của nhóm nghiên cứu chỉ gồm có các nguyên tố hiđro, helium và lithium, được cho đã xuất hiện ngay sau vụ nổ Big Bang. Nghiên cứu này mang nhiều thông tin hữu ích cho nguồn gốc hình thành của các sao và hệ ngân hà trong vũ trụ.

Bản tiếng Anh gốc được lấy từ :  Physics World

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s