BẢN TIN VẬT LÍ THÁNG 9 2010

Các nhà nghiên cứu tính được rằng nếu sử dụng một chất liệu hấp thụ ánh sáng như silicon, thì ở những bước sóng nhất định, hai chùm laser giống hệt nhau chiếu thẳng vào nhau sẽ triệt tiê

Trang 2

W W W T H U V I E N V A T L Y C O M

Bản Tin Vật Lý

Tháng 9 - 2010

Nội dung: Trần Nghiêm – trannghiem@thuvienvatly.com

Biên tập: Trần Triệu Phú – trieuphu@thuvienvatly.com

Thiết kế: Bích Triều, Vũ Vũ

Cùng một số Cộng tác viên khác

Trong bản tin có sử dụng hình ảnh và các bài dịch từ các tạp chí nổi tiếng

Physics World, Nature Physics, New Scientist, cùng một số tạp chí khác

Trang 3

Bản Tin Vật lý tháng 9-2010 – Thuvienvatly.com Trang 2

Nội dung

Phản-laser là hoàn toàn khả thi 3

Laser có thể biến các hạt ảo thành thật 4

Mặt trời đang tỉnh giấc 6

5 thiết bị được chọn cho sứ mệnh tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa ExoMars 7

Silicon tan chảy khi nguội đi 9

Nguyên lí Pauli bị vi phạm tại rìa của lỗ đen 11

Hayabusa 2 sẽ tìm kiếm nguồn gốc của sự sống trong vũ trụ 13

Dùng laser điều khiển nhịp tim 15

Đo hàm lượng glucose mà không cần lấy máu thử 17

Một lỗ đen cần có khối lượng tối thiểu bao nhiêu? 19

Nicola Cabibbo: 1935–2010 22

‘Năng lượng tối’ sẽ làm cho vũ trụ giãn nở mãi mãi 24

Hệ mặt trời có lẽ già hơn ước tính đến 2 triệu năm tuổi 26

Mộc tinh bị tấn công lần thứ ba trong 13 tháng 27

Mặt trăng đang co lại 29

Vi khuẩn sống sót một năm rưỡi trong không gian vũ trụ 31

Phát hiện mới đe dọa lí thuyết cấu tạo hạt nhân 33

Đo lường vũ trụ 34

Kính thiên văn Kepler phát hiện hai hành tinh đang quay đồng bộ 36

Định cỡ các tiểu hành tinh có nguy cơ gây hại 38

Lần đầu tiên chụp ảnh được liên kết hydro 40

Các lỗ đen siêu khối lượng sinh ra bởi sự hợp nhất thiên hà 42

CERN đối mặt trước sự cắt giảm ngân sách 250 triệu bảng 46

Skyrmion có thể mang đến các dụng cụ điện tử mới lạ 48

Giải pháp vật lí cho bài toán nhiệt đô thị 50

Trang 4

Phản-laser là hoàn toàn khả thi

Các nhà khoa học gọi nó là phản laser Thay vì

khuếch đại ánh sáng, nó dập tắt ánh sáng hoàn toàn,

để lại bóng tối tuyệt đối

Laser hoạt động bằng cách tạo ra một đợt thác photon

phản xạ tới lui bên trong một vật liệu khuếch đại ánh

sáng trước khi thoát ra ở một đầu Mội đội nghiên cứu

tại trường Đại học Yale tự hỏi không biết điều gì sẽ

xảy ra nếu họ đảo ngược quá trình lại, làm cho vật

liệu hấp thụ ánh sáng chứ không phát ra một chùm

laser

Đa số laser phát ra ánh sáng từ một đầu, nhưng người

ta cũng có thể làm cho các laser phát ra hai chùm tia

giống hệt nhau theo hai hướng ngược nhau Điều này

yêu cầu có những lớp trong suốt một phần, giống hệt

nhau, ở hai đầu của một thanh vật liệu phát sáng, thí

dụ như gallium arsenide

Các nhà nghiên cứu tính được rằng nếu sử dụng một

chất liệu hấp thụ ánh sáng như silicon, thì ở những

bước sóng nhất định, hai chùm laser giống hệt nhau

chiếu thẳng vào nhau sẽ triệt tiêu nhau hoàn toàn bên

trong khối chất liệu

Một miếng silicon mỏng bằng tờ giấy thông thường hấp thụ khoảng 20% ánh sáng tới, nhưng đội nghiên cứu tính được rằng

cơ cấu này sẽ triệt tiêu hầu như toàn bộ ánh sáng tới ở bước sóng

945 nm, trong vùng hồng ngoại gần Kết quả của họ công bố trên

tạp chí Physical Review Letters,

số 105, trang 053901

Cho đến nay, hiệu ứng chỉ mới tồn tại trên giấy, nhưng thành viên đội nghiên cứu, Dougals Stone cho biết “các thí nghiệm đang triển khai là cực kì có triển vọng, và tôi hoàn toàn tin chắc rằng nó có thể được hiện thực hóa” Năng lượng từ các chùm laser dập tắt nhau sẽ biến đổi thành nhiệt, nhưng nếu bằng cách nào đó có thể biến nó thành dòng điện, thì hiệu ứng có thể cho phép các xung sáng truyền trong cáp quang được biến đổi thành tín hiệu điện với hiệu suất cao

Nguồn: New Scientist

Trang 5

Laser có thể biến các hạt ảo thành thật

Các laser thế hệ tiếp theo sẽ có khả năng

tạo ra vật chất bằng cách bắt giữ các hạt ma

quỷ, theo cơ học lượng tử, vốn tràn ngập

không gian dường như trống rỗng

Nguyên lí bất định của cơ học lượng tử

hàm ý rằng không gian không bao giờ có

thể thật sự trống rỗng Thay vào đó, các

thăng giáng ngẫu nhiên làm khai sinh ra

một vạc dầu nóng bỏng gồm các hạt, thí dụ

như electron, và các đối tác phản vật chất

của chúng, gọi là positron

Những cái gọi là “hạt ảo” như thế này

thường thì hủy lẫn nhau quá nhanh nên

chúng ta không chú ý tới chúng Nhưng các

nhà vật lí đã dự đoán từ những năm 1930

rằng một điện trường rất mạnh sẽ biến đổi các hạt ảo thành hạt thật mà chúng ta có thể quan sát thấy Điện trường đó đẩy chúng theo những hướng khác nhau vì chúng có điện tích trái dấu nhau, tách li chúng ra nên chúng không thể nào phá hủy nhau được

Trên lí thuyết, các laser thật thích hợp cho nhiệm vụ này vì ánh sáng của chúng khoác trong mình những điện trường mạnh Năm

1997, các nhà vật lí tại Trung tâm Máy gia tốc Thẳng Stanford (SLAC) ở Menlo Park, California, Mĩ, đã sử dụng ánh sáng laser tạo ra được vài ba cặp electron-positron Nay các phép tính mới cho thấy các laser thế hệ tiếp theo sẽ có khả năng tạo ra những cặp như vậy với số lượng lên tới hàng triệu

Các laser tương lai sẽ tạo ra vật chất từ ánh sáng (Ảnh: nickwinch/stock.xchng)

Phản ứng dây chuyền

Trong thí nghiệm SLAC, chỉ một cặp electron-positron được tạo ra tại mỗi thời điểm Nhưng với các laser mạnh hơn, thì một phản ứng dây chuyền trở nên là khả thi

Trang 6

Cặp đầu tiên được gia tốc lên tốc độ cao bằng laser đó, làm cho chúng phát ra ánh sáng Ánh sáng này, kết hợp với ánh sáng của laser, tiếp tục sinh ra nhiều cặp hơn Đó là theo một nghiên

cứu đăng tải trên tạp chí Physical Review Letters của tác giả Alexander Fedotov thuộc Đại học

Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia ở Moscow cùng các đồng nghiệp

Ở những laser có khả năng tập trung khoảng 1026 watt trong một cm2, thì phản ứng phi mã này

sẽ biến đổi hiệu quả ánh sáng laser thành hàng triệu cặp electron-positron, đội nghiên cứu kết luận như vậy

Xưởng phản vật chất

Loại cường độ đó có thể đạt tới với một laser do dự án Cơ sở hạ tầng Cực Sáng ở châu Âu xây dựng Phiên bản đầu tiên của laser trên có thể chế tạo vào năm 2015, nhưng có khả năng phải mất vài năm sau đó nữa mới hoàn tất những nâng cấp cần thiết để đạt tới 1026 watt/cm2 – theo lời đồng tác giả Georg Korn thuộc Viện Quang học Lượng tử Max Planck ở Garching, Đức

Khả năng tạo ra những số lượng lớn positron có thể hữu ích cho các máy va chạm hạt như Máy Va chạm Thẳng Quốc tế đã đề xuất, thiết bị sẽ cho lao các electron và positron vào nhau

Nhưng Pisin Chen thuộc trường Đại học Quốc gia Đài Loan ở Đài Bắc cho biết chi phí cao của nguồn laser rất mạnh trên có thể làm cho phương pháp này trở nên tốn kém hơn giải pháp thay thế Cách chuẩn tạo ra những số lượng lớn positron hiện nay là bắn một chùm electron năng lượng cao vào một miếng kim loại để tạo ra những cặp electron-positron

Trang 7

Mặt trời đang tỉnh giấc

Những người thích chiêm ngưỡng cảnh đẹp kì thú trên bầu trời có thể thưởng thức một số cực quang ngoạn mục vào ngày mai Sau một giấc ngủ dài, Mặt trời của chúng ta đang bừng thức giấc Hồi sáng thứ bảy tuần trước, bề mặt ngài thái dương đã phun trào và phóng thích hàng tấn plasma (các nguyên tử bị ion hóa) vào không gian vũ trụ Plasma lao thẳng về phía chúng

ta, và khi tới nơi, nó có thể tạo ra một màn trình diễn ánh sáng đẹp mắt

Nhà thiên văn học Leon Golub ở Trung tâm Thiên văn vật lí Harvard-Smithsonian (CfA) cho biết: “Đợt phun trào này nhắm thẳng về phía chúng ta, và được trông đợi sẽ tới đây vào ngày 4 tháng 8 Khá lâu rồi mới có một đợt phun trào chính thức nhắm thẳng về phía chúng ta như thế này”

Đợt phun trào, gọi là sự phun trào vật chất

vành nhật hoa, đã được Đài thiên văn Động

lực học Mặt trời (SDO) của NASA ghi hình

trên camera SDO là một phi thuyền phóng

lên quỹ đạo hồi tháng 2 Nó cung cấp các hình

ảnh chất-lượng-tốt-hơn-HD của Mặt trời ở

nhiều bước sóng khác nhau

Ảnh chụp tia X của Mặt trời vào sáng thứ bảy, ngày 1

tháng 8 Vòng cung tối ở gần rìa trên bên phải ảnh là

sợi plasma đang phun ra khỏi bề mặt Vùng sáng rực là

một tai lửa mặt trời không có liên quan Ảnh: NASA

Khi một đợt phun trào vật chất vành nhật hoa

đi tới Trái đất, nó tương tác với từ trường của

hành tinh chúng ta, có khả năng gây ra bão địa từ Các hạt bức xạ từ mặt trời đổ thác theo các đường sức từ xuống hai địa cực của Trái đất Các hạt đó va chạm với các nguyên tử nitrogen

và oxygen trong khí quyển, làm cho chúng phát sáng giống như cơ chế xảy ra trong bóng đèn neon

Cực quang thường chỉ có thể nhìn thấy ở những vĩ độ cao Tuy nhiên, trong một cơn bão địa

từ, cực quang có thể thắp sáng bầu trời ở những vĩ độ thấp hơn Những người đam mê bầu trời

ở miền bắc nước Mĩ và những nước khác sẽ hướng mắt về phương bắc trong đêm 3 hoặc 4 tháng 8 để chiêm ngưỡng màn trình diễn ánh sáng lục và đỏ hết sức ngoạn mục

Mặt trời của chúng ta đã trải qua một chu kì hoạt động đều đặn trung bình khoảng 11 năm Cực đại mặt trời gần đây nhất xảy ra vào năm 2001 Cực tiểu gần đây nhất của nó thì đặc biệt yếu và kéo dài Đợt phun trào này là một trong những dấu hiệu đầu tiên cho thấy Mặt trời của chúng ta đang tỉnh giấc và đang tiến tới một kì hoạt động cực đại khác

Trang 8

5 thiết bị được chọn cho sứ mệnh tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa ExoMars

Ảnh minh họa ExoMars Phi thuyền sẽ được phóng lên vào năm 2016 (Ảnh: ESA/NASA)

Có sự sống trên sao Hỏa hay không? Câu hỏi

đó có thể trả lời bằng năm thiết bị khoa học

vừa được chọn cho bay cùng sứ mệnh

ExoMars đầu tiên lên hành tinh đỏ vào năm

2016 Là một dự án hợp tác của Cơ quan Vũ

trụ châu Âu (ESA) và NASA, ExoMars là

viết tắt của dự án Ngoại Sinh vật học trên Hỏa

tinh và được trông đợi sẽ có ít nhất hai sứ

mệnh thẳng tiến lên sao Hỏa

Năm thiết bị đã được chọn ra từ 19 đề xuất đệ

trình hồi tháng 1, 2010 Chúng bao gồm ba

máy dò hồng ngoại khác nhau sẽ quét qua bầu

khí quyển Hỏa tinh tìm kiếm các thành phần

phân tử hàm lượng thấp, đồng thời tìm bụi và

hơi nước

Các nhà khoa học dự án đặc biệt muốn lập

bản đồ hàm lượng methane trong khí quyển

Hỏa tinh “Việc lập bản đồ methane cho phép

chúng ta nghiên cứu sâu hơn câu hỏi quan

trọng nhất đó: sao Hỏa là một hành tinh có sự sống hay không, hay nó có thể và sẽ trở nên

có sự sống trong tương lai hay không?”, David Southwood, giám đốc khoa học và thám hiểm bằng rô bôt của ESA, giải thích

Khí methane được sứ mệnh Mars Express của ESA phát hiện ra lần đầu tiên trên hành tinh

đỏ hồi năm 2003 và sự có mặt của nó sau đó được xác nhận bởi các nhà khoa học NASA Methane sao Hỏa đặc biệt hấp dẫn với các nhà ngoại sinh vật học [nghiên cứu sự sống ngoài trái đất] vì chất khí này sẽ bị phân hủy bởi bức xạ mặt trời Có những lượng đáng kể methane, do đó, sẽ có nghĩa là chất khí này đang được tạo ra bởi những sinh vật sống – giống hệt như quá trình xảy ra trên Trái đất chúng ta

Phi thuyền ExoMars sẽ bay trên quỹ đạo cách

bề mặt Hỏa tinh 400 km và sẽ có một camera ghi lại các ảnh 3D phân giải cao và sẽ có

thể tập trung vào những chi tiết có sức thu hút khi chúng được phát hiện ra Thiết bị thứ năm trên tàu là một camera góc rộng đa

Trang 9

bước sóng sẽ ghi ảnh toàn cầu của sao Hỏa

để điều khiển hoạt động của bốn thiết bị

kia

Hộ tống cùng ExoMars TGO trên hành

trình của nó lên sao Hỏa sẽ là một phi

thuyền tiếp đất nhỏ do ESA cung cấp sẽ hạ

cánh xuống bề mặt hành tinh đỏ Phi

thuyền tiếp đất đó có chứa một bộ thí

nghiệm địa vật lí và khí quyển, nhưng các

trở ngại tài chính khiến ESA phải lùi kế

hoạch thời gian của mình lại Thay vào đó,

phi thuyền tiếp đất trong kế hoạch hiện nay

là một phi thuyền “thao diễn” sẽ chứa một

số hạn chế các thiết bị và sẽ kiểm nghiệm

sự phát triển của công nghệ hạ cánh cho sứ

mệnh ExoMars thứ hai, theo lịch trình sẽ

khởi động vào năm 2018

Mục tiêu chính của sứ mệnh năm 2018 là đưa một cỗ xe tự hành lên bề mặt sao Hỏa

Cỗ xe sẽ được trang bị một máy khoan để thu gom mẫu địa chất, chúng có thể được mang về Trái đất bởi những sứ mệnh hợp tác ESA/NASA khác đã được lên kế hoạch cho thập niên 2020

Đồng thời, ESA cho biết họ đã có được

470 triệu bảng Anh để chi cho một sứ mệnh khoa học “tầm trung” sẽ phóng lên vào năm 2022 Cơ quan này đã kêu gọi các nhà khoa học vũ trụ hãy đưa ra các đề xuất cho sứ mệnh hiện đang được triển khai cùng với kế hoạch Tầm nhìn Vũ trụ của ESA cho tương lai của khoa học vũ trụ ở châu Âu

Nguồn: physicsworld.com

Trang 10

Silicon tan chảy khi nguội đi

Bánh xốp silicon: vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp chip máy tính và pin mặt trời

(Ảnh: Patrick Gillooly) Một tính chất kì lạ của silicon có thể dẫn tới một phương pháp rẻ tiền hơn tinh chế loại chất liệu điện tử được sử dụng nhiều nhất này Đó là theo các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), họ đã quan sát thấy hiệu ứng silicon tan chảy khi lạnh đi – một quá trình mang lại sự phân tách silicon ra khỏi một số tạp chất của nó

“Sự tan chảy ngược” như thế này đã được quan sát thấy trước đây ở một số chất liệu khác và

nó có thể xây dựng vì nhiều nguyên do khác nhau Trong trường hợp silicon, đội khoa học MIT do Steve Hudelson đứng đầu cho biết hiệu ứng thu được từ chất liệu đang trở nên quá bão hòa khi lạnh đi Đội Hudelson đã có thể theo dõi quá trình đó với các phép đo huỳnh quang tia X thực hiện tại Nguồn Sáng Tiên tiến (ALS) tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley ở California

Các nhà nghiên cứu lấy một mẫu silicon pha tạp có cân nhắc với đồng, nickel và sắt, và làm nóng chất liệu lên 1000oC – thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của silicon hơn 400oC Sau đó, khi

họ làm nguội hỗn hợp xuống dưới 900oC, họ quan sát thấy sự hình thành các giọt chất lỏng nhỏ xíu bên trong vật chứa silicon và ba tạp chất trên Khi đội nghiên cứu tiếp tục làm lạnh khối vật liệu, các tạp chất dần trở nên bị tách li khỏi silicon bên trong các giọt Cuối cùng, khối vật liệu trở nên hoàn toàn rắn trở lại một khi nhiệt độ giảm xuống dưới một điểm tới hạn gọi là “nhiệt độ eutectic” – khoảng 700oC

Kết quả trên có thể hữu ích cho ngành công nghiệp sản xuất bán dẫn, nơi mà một trong những thử thách lớn là làm thế nào điều chỉnh các hỗn hợp của silicon và tạp chất của nó “Nếu bạn

có thể tạo ra những giọt chất lỏng nhỏ bên trong một khối silicon, thì chúng đóng vai trò giống

Trang 11

như những máy hút chân không nuốt lấy các tạp chất”, theo lời Tonio Buonassasi, một thành viên của đội MIT

Đồng thời, nhiều ứng dụng điện tử - trong đó có pin mặt trời – liên quan đến việc đưa các tạp chất có cân nhắc vào silicon, cho nên kết quả trên có thể giúp các nhà nghiên cứu điều khiển các tương tác hóa học bên trong những chất liệu này

Trang 12

Nguyên lí Pauli bị vi phạm tại rìa của lỗ đen

Toàn bộ vật chất trong vũ trụ - mọi cái

chúng ta nhìn thấy, cảm nhận và ngửi được

– có một cấu trúc nhất định có thể dự đoán

trước, nhờ những electron nhỏ xíu đang

quay tròn xung quanh hạt nhân nguyên tử

của chúng trong những lớp vỏ đồng tâm

hay các mức nguyên tử Một nguyên lí cơ

bản của cấu trúc có trật tự này là không có

hai electron có thể chiếm giữ cùng một

mức nguyên tử (trạng thái lượng tử) đồng

thời – một nguyên lí gọi là nguyên lí loại

trừ Pauli, xây dựng trên nền tảng thuyết

tương đối rộng của Albert Einstein và

thuyết lượng tử

Tuy nhiên, một đội gồm các nhà vật lí ở

trường Đại học Syracuse gần đây đã phát

triển một mô hình lí thuyết mới giải thích

làm thế nào nguyên lí loại trừ Pauli có thể

bị vi phạm và làm thế nào, dưới những điều

kiện hiếm hoi nhất định, nhiều hơn một

electron có thể đồng thời chiếm giữ cùng

một trạng thái lượng tử

Mô hình của họ, công bố trên tạp chí

Physical Review Letters (vol 105) ngày

26/7, có thể giúp giải thích vật chất hành

xử như thế nào tại ranh giới của các lỗ đen

và góp phần vào công cuộc nghiên cứu

khoa học đang diễn ra hiện nay hướng tới

một lí thuyết thống nhất của sự hấp dẫn

lượng tử

“Các chuyển tiếp của electron từ một lớp

vỏ nguyên tử này sang một lớp vỏ khác vi

phạm nguyên lí Pauli là cái thách thức các

nền tảng của vật lí học”, giáo sư A.P

Balachandran, tác giả đứng đầu nhóm

nghiên cứu, phát biểu “Vì lí do này nên có

sức hút thực nghiệm mạnh mẽ trong việc

tìm kiếm các chuyển tiếp đó Cho đến nay,

đã có một vài mô hình hợp lí có thể giải thích làm thế nào những chuyển tiếp như vậy có thể xảy ra Lí thuyết của chúng tôi cung cấp một mô hình như thế”

Phương thức ổn định mà các electron lắp đầy các mức nguyên tử mang lại sự ổn định

và cấu trúc cho vật chất, đồng thời chi phối tính chất hóa học của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn Cơ sở của sự ổn định này

là khả năng định vị các đối tượng (electron, proton và neutron) hầu như chính xác trong không gian và thời gian Mô hình mới thừa nhận rằng ở cấp độ mà sự hấp dẫn lượng tử

là đáng kể, bức ảnh không-thời gian liên tục này bị phá vỡ, làm ảnh hưởng sâu sắc đến đối xứng quay của các nguyên tử và kích thích các chuyển tiếp electron (chuyển động từ lớp vỏ này sang lớp vỏ khác) vi phạm nguyên lí Pauli

Theo mô hình trên, các vi phạm của nguyên lí Pauli trên lí thuyết sẽ xảy ra trong tự nhiên trong khoảng thời gian dài hơn tuổi của vũ trụ - hoặc kém thường xuyên hơn một lần “trăng xanh” như ai cũng biết [kì trăng tròn thứ hai trong cùng một tháng]

“Mặc dù hiệu ứng này là nhỏ, nhưng các nhà khoa học đang sử dụng các thiết bị chính xác cao để cố gắng quan sát hiệu ứng”, Balachandran nói “Nếu tìm thấy, nó

sẽ ảnh hưởng sâu sắc đối với các nền tảng

lí thuyết vật lí cơ sở hiện nay”

“Ngoài ra, ngành hóa học và sinh học trong một thế giới xảy ra những vi phạm như vậy cũng sẽ khác đi nhiều lắm”, đồng tác giả Padmanabhan cho biết thêm

Trang 13

Thực tế nguyên lí Pauli có thể bị vi phạm

có thể giúp giải thích vật chất hành xử như

thế nào tại ranh giới của các lỗ đen Joseph,

một thành viên của nhóm, nói: “Trong khi

chúng ta không biết cái gì xảy ra với vật

chất trong một lỗ đen, thì mô hình của

chúng tôi có thể mang lại những gợi ý về cách thức vật chất hành xử khi các nguyên

tử co lại do sức hút hấp dẫn của các lỗ đen”

Nguồn: PhysOrg.com

Trang 14

Hayabusa 2 sẽ tìm kiếm nguồn gốc của sự sống trong vũ trụ

Một hậu duệ mới và đã được cải tiến của tàu vũ trụ Nhật Bản Hayabusa – cuối cùng đã mang

về Trái đất một capsule hồi đầu năm nay – có thể cất cánh vào vũ trụ vào năm 2014 Hayabusa 2 khi đó được trông đợi sẽ quay về vào năm 2020, mang lại các manh mối về nguồn gốc của sự sống trên Trái đất

Hồi tuần rồi, Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) đã được chính phủ bật đèn xanh bắt đầu phát triển Hayabusa 2, con tàu ước tính sẽ tiêu tốn khoảng 164 tỉ yen (2 tỉ USD)

Giống như bậc tiền bối của nó, phi thuyền sẽ viếng thăm một tiểu hành tinh để thu gom các mẫu bụi Nhưng trong khi Hayabusa đến thăm tiểu hành tinh Itokawa rộng 500 mét để thu gom bụi giàu silicon và sắt, thì Hayabusa 2 sẽ đến thăm một tảng đá vũ trụ kích cỡ 1 km tên gọi là 1999 JU3, để tìm kiếm các phân tử hữu cơ có thể đã gieo mầm cho sự sống trên Trái đất

Con tàu cũng sẽ được thiết kế tránh những trục trặc mà tàu Hayabus đã gặp phải trong hành trình rắc rối và gây lo lắng không yên của nó Mặc dù Hayabusa đã thành công trong việc đưa capsule của nó trở về Trái đất hồi đầu năm nay, nhưng người ta vẫn chưa rõ là nó có thu gom được bụi tiểu hành tinh theo như kế hoạch hay không

Một chi tiết mới trên tàu Hayabusa 2 sẽ là một quả bom rộng 30 cm gọi là bom công phá, theo lời Makoto Yoshikawa, thành viên của đội Hayabusa tại JAXA Khi Hayabusa 2 ở cách tiểu hành tinh 500 mét, nó sẽ thả bom công phá và rồi lui ra phía sau tiểu hành tinh để “nấp”, Yoshikawa nói “Sau đó, quả bom công phá phát nổ”

Miệng hố rộng 1 mét thu được sẽ cho phép thu gom mẫu từ bên dưới bề mặt của tiểu hành tinh, nơi chất liệu của nó ít bị ảnh hưởng hơn bởi bức xạ mặt trời Mục tiêu của Hayabusa là thu gom mẫu từ bề mặt Itokawa, nhưng vật chất dưới bề mặt mà Hayabusa 2 sẽ thu gom có khả năng chứa nhiều manh mối hơn về cơ sở hóa học của quá khứ của tiểu hành tinh trên

Để thu gom bụi từ miệng hố này, Hayabusa 2 sẽ sử dụng hai phương pháp khác nhau Giống như bậc tiền bối của nó, nó sẽ có một viên đạn nhỏ để bắn vào tiểu hành tinh trên, làm bụi bay

ra và gom lấy bằng một dụng cụ hình nón Tuy nhiên, viên đạn của tàu Hayabusa đã bắn ra không thành công, cho nên lần sau sẽ là một lần thử nghiệm lại

Phi thuyền mới cũng sẽ được thiết kế để tống một chất liệu dính, gốc silicon vào trong miệng

hố tiểu hành tinh nhằm thu gom thêm nhiều bụi “Nếu chúng ta có hai loại phương pháp thu gom mẫu, thì chắc chắn chúng ta thu gom được nhiều hơn”, Yoshikawa giải thích

Để tránh những trở ngại khác đã gây rắc rối cho Hayabusa, phi thuyền thám hiểm tiểu hành mới sẽ có những hệ thống điều khiển định hướng hồi phục, một anten tốt hơn và một động cơ được thiết kế lại

Bụi bặm thu gom từ phi thuyền mới này có thể cho chúng ta biết đôi điều về nguồn gốc của sự sống Một lí thuyết cho rằng các amino acid lần đầu tiên có mặt trên Trái đất có nguồn gốc từ

Trang 15

các tiểu hành tinh hay các sao chổi bắn phá vào hành tinh thời nằm nôi của chúng ta Nhưng

để chứng minh điều này, trước hết các nhà nghiên cứu phải tìm thấy các amino acid trên đất đã

vũ trụ

Hồi năm ngoái, NASA đã xác nhận sứ mệnh Stardust của họ đã chộp được các amino acid từ cái đuôi của sao chổi băng giá Wild 2 Nhưng tiểu hành tinh 1999 JU3, nơi giàu các hợp chất carbon như các ảnh chụp nhiệt cho biết, ở gần Trái đất của chúng ta hơn và do đó, có thể cung cấp những cái nhìn sâu sắc mới về nguồn gốc của sự sống

Jeremy Bailey, một nhà thiên văn vật lí tại trường Đại học New South Wales ở Sudney, Australia, cho biết thêm rằng việc hạ cánh lên một tiểu hành tinh và rồi thu gom mẫu, thay vì

sử dụng phương pháp chộp lấy khi bay lướt qua của Stardust, có thể là một giải pháp tốt hơn

vè do đó, là một phương pháp hiệu quả hơn để thu gom các hợp chất hữu cơ

Ông nói một phần chất liệu hữu cơ có thể đã bị đốt cháy khi nó lao vào máy gom mẫu của Stardust ở tốc độ cao

Hồi tháng 4 năm nay, tổng thống Mĩ Barack Obama đã hứa sẽ đưa các nhà du hành lên một tiểu hành tinh vào năm 2025

Cho đến nay, các thành phần có trong capsule mà tàu Hayabusa thả về Trái đất vẫn đang trong giai đoạn phân tích

Trang 16

Dùng laser điều khiển nhịp tim

Theo các nhà nghiên cứu ở Mĩ, một kĩ

thuật điều hòa tốc độ nhịp tim bằng những

xung ánh sáng ngắn có thể mang đến một

loại máy điều hòa nhịp tim ít xâm hại hơn

Đội nghiên cứu do Andrew Rollins tại

trường đại học Reserve ở Cleveland, Hoa

Kì, đã lần đầu tiên chứng minh làm thế nào

có thể đồng bộ hóa nhịp tim trong cơ thể

của một phôi chim cút với những xung ánh

sáng laser hồng ngoại

Cánh cửa mở sang những dụng cụ như vậy

đã được mở ra vào năm 2008 khi những

xung femto giây cực ngắn phát ra từ laser

Ti:Sapphire đã có thể điều hòa hoạt động

của những nhóm nhỏ cardiomyocyte,

những tế bào chuyên dụng trong cơ tim co lại đồng bộ để tạo ra nhịp tim Thật không may, cái giá phải trả là nguy cơ gây nguy hiểm cho các tế bào trong quá trình đó

Trong nghiên cứu mới, nhóm của Rollins xuất phát từ một nghiên cứu chứng tỏ ánh sáng hồng ngoại dạng xung có thể ảnh hưởng đến “thế tác dụng” của một tế bào, tên gọi như vậy chỉ những biến thiên nhanh chóng ở sự lệch thế bên trong một tế bào, cái được cho là bước đầu tiên tiến tới sự co

cơ Những tác dụng này đã được trông thấy

ở những mức phơi sáng dưới ngưỡng gây nguy hại

Ảnh chụp phôi chim 53 giờ ấp Một sợi quang (bên dưới) mang các xung quang học đến bắt nhịp quả tim, còn laser khảo sát tốc kế Doppler (bên trái) ghi lại nhịp tim Ảnh: Michael Jenkins

Làm đập trái tim chim

Bật nguồn sáng sang một diode laser hồng ngoại dạng xung mili giây hoạt động ở bước sóng 1,88 μm, đội nghiên cứu đã thận trọng nhắm vào một diện tích 0,3 mm2 ống tim của một phôi mầm chim cút Trái tim trong phôi chim bắt đầu đập sau khoảng 40 giờ ấp, vì thế đội Cleveland sử dụng phôi 53 và 59 giờ ấp có trái tim thường đập xấp xỉ mỗi 2 giây một lần Ánh

Trang 17

sáng được đưa vào qua một sợi quang đường kính 400 μm, đặt cách chỗ phôi 500 μm, và ống tim được rọi sáng mỗi giây hai lần

Kết quả là sự đồng bộ hóa giữa xung laser

và tốc độ tim của phôi, với mỗi xung cảm

ứng một nhịp tim Tăng tần số rọi sáng lên

3 xung một giây làm cho nhịp tim tăng lên

theo, và khi laser tắt đi thì nhịp tim giảm

trở lại gần mức ban đầu của nó Chừng nào

cường độ phơi sáng được giữ dưới một

ngưỡng trên nào đó, đội nghiên cứu xác

định được ngưỡng đó khoảng chừng 0,81

Jcm-2, thì nhịp tim ăn khớp thành công với

xung sáng mà chẳng có dấu hiệu nào của

sự nguy hại được trông thấy dưới kính hiển

vi điện tử

Phôi chim là mô hình quan trọng cho

nghiên cứu tổng quát về sự tăng trưởng tim

và các khuyết tật bẩm sinh, một chủ đề vẫn

còn nhiều điều chưa rõ Đó là vì chim có

xu hướng có cấu tạo giải phẫu tương đối

đơn giản phát triển nhanh chóng mà vẫn

còn có những sự điều khiển chặt chẽ hoạt

động ở “động vật có xương sống còn sống”

Một phương thức không xâm lấn điều hòa

nhịp tim sẽ cho các nhà nghiên cứu một

phương tiện thao tác các lực hoạt động

trong “thòng lọng” của một ống tim thành

một cơ quan bốn buồng ngăn, và mang lại

những phương pháp mới khảo sát cái xảy

ra trong quá trình đó

Giải phóng thế tác dụng

Tuy nhiên, viễn cảnh của việc thay các máy điều hòa nhịp tim chạy điện trong cơ thể người với những tương đương trang bị laser vẫn hãy còn xa, chí ít là bởi nguyên

do vì sao laser tạo ra hiệu ứng trên cho đến nay vẫn chưa rõ Đội khoa học người Mĩ tin rằng nó gây ra một gradient nhiệt, mở ra những kênh ion và cảm ứng các thế tác dụng dưới những điều kiện thích hợp Người ta vẫn không rõ nếu áp dụng cho các

mô mờ đục hơn của tim người thì có đảm bảo hay không

Họ tin rằng các máy quang điều hòa nhịp tim có thể có lợi thế so với các mẫu chạy điện Chúng sẽ không cần tiếp xúc vật lí với tim, và vì thế tránh được nguy cơ bản thân các điện cực thỉnh thoảng có thể chạm trúng cơ quan mà chúng đang hỗ trợ Thêm nữa, laser có thể tập trung hẹp vào một diện tích đặc biệt nào đó như mong muốn

Trang 18

Đo hàm lượng glucose mà không cần lấy máu thử

Các nhà khoa học MIT vừa nghĩ ra một phương pháp đo hàm lượng glucose trong máu bằng cách chiếu ánh sáng hồng ngoại gần lên trên da Ảnh: Patrick Gillooly

Những người bị bệnh đái tháo đường phải

chịu châm ngón tay vài lần mỗi ngày để lấy

máu Đó thật sự là một điều ám ảnh! Nay

các nhà nghiên cứu ở Mĩ vừa tìm ra một

giải pháp nhanh chóng và không gây đau

để đo hàm lượng đường trong máu – một

dụng cụ hoạt động đơn giản bằng cách

chiếu ánh sáng lên trên da

Trong tương lai, người ta sẽ chế tạo ra một

dụng cụ cỡ laptop có thể giữ trong nhà

hoặc mang đi khắp nơi Thay vì phải chích

vào da để lấy mẫu máu, dụng cụ trên đo

hàm lượng đường đơn giản bằng cách đặt

một máu quét lên trên da Vì phép đo diễn

ra nhanh chóng và dễ dàng, nên người ta hi

vọng dụng cụ có thể khích lệ những người

bị tiểu đường kiểm tra hàm lượng đường

trong máu của họ thường xuyên hơn, cho

Vấn đề trở ngại cho đến nay là ánh sáng hồng ngoại gần chỉ có thể thâm nhập một khoảng cách ngắn vào trong da Do đó, kĩ thuật trên phát hiện ra glucose trong chất lỏng xung quanh các tế bào da (chất lỏng khe), thay vì trong dòng máu chảy Đây là một khó khăn vì hàm lượng glucose trong máu có thể thay đổi nhanh chóng, thí dụ sau khi ăn uống 5-10 phút sau thì những thay đổi hàm lượng đường mới có thể nhìn thấy ở chất lỏng khe

Trang 19

Đội khoa học MIT giải quyết vấn đề này

bằng cách phát triển một thuật toán liên hệ

glucose trong máu với hàm lượng glucose

khe “Chúng tôi đã tích hợp một mô hình

truyền khối lượng vào trong thuật toán

quang phổ Raman tổng quát, cho phép

chúng tôi biến đổi liền mạch giữa glucose

trong máu và glucose khe”, Ishan Barman,

tác giả lãnh đạo nhóm nghiên cứu, cho biết

Sử dụng một phiên bản sơ bộ của dụng cụ

trên, đội nghiên cứu đã kiểm tra hàm lượng

đường trong máu của một số tình nguyện

viên và nhận thấy độ chính xác của phép

kiểm tra đúng là tốt ngang với các phép

kiểm tra chích máu ngón tay Ngoài ra,

thuật toán mới còn cho phép thử nghiệm

tiên đoán giai đoạn có hàm lượng đường

trong máu cao hoặc thấp (hyperglycemia

và hypoglycemia) sắp tới bằng cách ngoại

suy tốc độ biến đổi nồng độ đường trong

máu

Thách thức tiếp theo là giảm cỡ hệ Raman

và chế tạo một dụng cụ thu nhỏ thích hợp

cho sử dụng trong nhà Một nguyên mẫu đã

được chế tạo và hiện đã được lên lịch định

cho thử nghiệm lâm sàng, nhưng việc giảm

tính phức tạp của hệ và thu nhỏ các thành phần đòi hỏi cần có thêm thời gian

“Chúng tôi đang ở trong giai đoạn chứng minh nguyên lí của sự phát triển dụng cụ -

và chúng tôi hình dung ra một đơn vị cỡ laptop hoặc có thể cầm tay với giá thành cỡ chừng 200 USD”, Barman cho biết “Thật khó dự báo trước do các biến đổi thị trường

và các quy rắc FDA, nhưng người ta có thể

sử dụng một dụng cụ quang để theo dõi hàm lượng glucose trong vòng 5-7 năm tới”

Randall Jean, một chuyên gia về cảm biến

từ xa tại trường đại học Baylor ở Texas, Hoa Kì, thật ấn tượng trước công trình trên

“Nghiên cứu này xử lí một vấn đề thực tế

và có vẻ mang lại một phương tiện quan trọng nhằm cải tiến việc chế tạo các bộ cảm biến không xâm hại”, ông nói “Nó cũng có thể hữu ích trong việc phát triển cái gọi là ‘tuyến tụy nhân tạo’ – trong đó insulin có thể được phân phối tự động để phản ứng với hàm lượng đường trong máu”

Trang 20

Một lỗ đen cần có khối lượng tối thiểu bao nhiêu?

Sử dụng Kính thiên văn Rất Lớn của ESO, các nhà thiên văn châu Âu lần đầu tiên đã chứng minh rằng một sao nam châm – một loại sao neutron bất thường – hình thành từ một ngôi sao

có khối lượng ít nhất bằng 40 lần khối lượng Mặt trời Kết quả trên mang lại những thách thức

to lớn cho những lí thuyết hiện nay của sự tiến hóa sao, vì một ngôi sao có khối lượng như thế này được trông đợi trở thành một lỗ đen, chứ không phải một sao nam châm Kết quả này làm phát sinh một câu hỏi cơ bản: một ngôi sao thật sự cần bao nhiêu khối lượng để trở thành một

lỗ đen?

Ảnh minh họa thể hiện ngôi sao nam châm trong đám sao rất dày đặc và non trẻ Westerlund 1

Để đi đến những kết luận của họ, các nhà thiên văn đã khảo sát chi tiết đám sao bất thường Westerlund 1, nằm cách xa chúng ta 16.000 năm ánh sáng theo hướng chòm sao phương nam Ara Từ những nghiên cứu trước đây, các nhà thiên văn biết rằng Westerlund 1 là đám siêu sao gần nhất từng được biết đến, có chứa hàng trăm ngôi sao rất nặng, một số tỏa sáng gần như một triệu lần mặt trời và một số có đường kính bằng hai nghìn lần đường kính Mặt trời (lớn bằng quỹ đạo của Thổ tinh)

Đám sao mở Westerlund 1 được phát hiện ra vào năm 1961 ở Australia bởi nhà thiên văn người Thụy Điển Bengt Westerlund Đám sao này nằm phía sau một đám mây khí và bụi khổng lồ nằm giữa các sao, chúng chặn mất đa phần ánh sáng nhìn thấy của nó Hệ số lu mờ là hơn 100.000, và đây là nguyên do vì sao phải mất một thời gian khá lâu người ta mới vén màn bản chất đích thực của đám sao đặc biệt này

Westerlund 1 là một phòng thí nghiệm thiên nhiên độc nhất vô nhị cho nghiên cứu nền vật lí sao cực độ, giúp các nhà thiên văn tìm hiểu cách thức đa số các ngôi sao nặng trong Dải Ngân

hà của chúng ta sinh sôi và qua đời Từ những quan sát của họ, các nhà thiên văn kết luận rằng đám sao cực độ này có khả năng nhất là không chứa ít hơn 100.000 lần khối lượng Mặt trời,

và toàn bộ các ngôi sao của nó nằm bên trong một vùng bề ngang chưa tới 6 năm ánh sáng Như vậy, Westerlund dường như là đám sao trẻ, đặc, nặng nhất từng được nhận ra cho đến nay trong Dải Ngân hà Cho đến nay, tất cả các ngôi sao đã phân tích trong đám Westerlund 1 có khối lượng ít nhất bằng 30-40 lần khối lượng Mặt trời Vì những ngôi sao đó có cuộc đời khá

Trang 21

ngắn ngủi – nói theo ngôn ngữ thiên văn học – nên Westerlund 1 phải rất còn trẻ Các nhà thiên văn xác định tuổi của nó đâu đó chừng 3,5 đến 5 triệu năm Như vậy, Westerlund 1 rõ ràng là một đám sao “mới sinh” trong thiên hà của chúng ta

Ảnh chụp đám sao trẻ Westerlund 1 với Máy ghi ảnh Trường Rộng trên kính thiên văn

MPG/ESO 2,2 mét tại Đài thiên văn La Silla của ESO ở Chile

“Nếu Mặt trời nằm tại trung tâm của đám sao nổi bật này, thì bầu trời đêm của chúng ta sẽ ngập tràn hàng trăm ngôi sao sáng như Mặt trăng rằm” – phát biểu của Ben Ritchie, tác giả đứng đầu nhóm nghiên cứu

Westerlund 1 là một vườn sao ngoạn mục, với số lượng sao đông đúc và đa dạng Các ngôi sao trong đám có chung một đặc điểm: chúng đều có cùng tuổi, ước tính chừng 3,5 đến 5 triệu năm, vì cụm sao được hình thành trong một sự kiện tạo sao duy nhất

Sao nam châm là một loại sao neutron có từ trường mạnh đến mức khó tin – mạnh hơn từ trường của Trái đất một triệu tỉ lần, chúng hình thành khi những ngôi sao nhất định trải qua những vụ nổ sao siêu mới Đám sao Westerlund 1 có chứa một trong vài ngôi sao nam châm

mà người ta đã biết trong Dải Ngân hà Nhờ sự có mặt của nó trong đám sao, các nhà thiên văn đã có thể suy luận ra rằng ngôi sao nam châm này phải hình thành từ một ngôi sao ít nhất

là nặng bằng 40 lần Mặt trời

Vì tất cả các ngôi sao trong đám Westerlund 1 đều có cùng tuổi, cho nên ngôi sao đã bùng nổ

và để lại một tàn dư sao nam châm phải có cuộc đời ngắn hơn những ngôi sao sống sót trong đám “Vì quãng đời của một ngôi sao liên hệ trực tiếp với khối lượng của nó – ngôi sao càng nặng thì cuộc đời của nó càng ngắn – nên nếu chúng ta có thể đo khối lượng của bất kì một ngôi sao sống sót nào, thì chúng ta biết chắc rằng ngôi sao đoản thọ trở thành sao nam châm phải có khối lượng nặng hơn nữa”, phát biểu của đồng tác giả Simon Clark “Kết quả này có

Trang 22

tầm quan trọng to lớn vì chưa có lí thuyết nào được chấp nhận cho sự hình thành những vật thể

từ tính cực độ như vậy”

Do đó, các nhà thiên văn nghiên cứu các ngôi sao thuộc về hệ đôi đang che khuất W13 trong đám Westerlund 1 sử dụng thực tế rằng, trong một hệ như vậy, các khối lượng có thể được xác định trực tiếp từ chuyển động của các ngôi sao

Bằng cách so sánh với những ngôi sao này, họ nhận thấy ngôi sao đã trở thành sao nam châm phải có khối lượng ít nhất bằng 40 lần khối lượng của Mặt trời Điều này chứng tỏ, lần đầu tiên, rằng các sao nam châm có thể phát triển từ những ngôi sao quá nặng mà chúng ta thường mong chúng phát triển thành các lỗ đen Giả thuyết trước đây là các ngôi sao có khối lượng ban đầu bằng khoảng 10 đến 25 lần khối lượng mặt trời sẽ hình thành các sao neutron và những ngôi sao hơn 25 lần khối lượng mặt trời sẽ sinh ra các lỗ đen

“Những ngôi sao này phải giải phóng hơn chín phần mười khối lượng của chúng trước khi bùng nổ dưới dạng một sao siêu mới, nếu không chúng sẽ sinh ra một lỗ đen”, theo lời đồng tác giả Ignacio Negueruela “Sự mất khối lượng nhiều như vậy trước khi bùng nổ mang lại những thách thức to lớn cho các lí thuyết hiện nay của sự phát triển sao”

“Vì thế, kết quả này làm phát sinh một câu hỏi gai góc là một ngôi sao phải có khối lượng bằng bao nhiêu để co lại thành một lỗ đen nếu các ngôi sao nặng hơn 40 lần Mặt trời của chúng ta không thể làm chủ nổi số phận này”, kết luận của đồng tác giả Norbert Langer

Cơ chế hình thành mà các nhà thiên văn ưa chuộng là ngôi sao đã trở thành sao nam châm – ngôi sao tổ - đã ra đời với một ngôi sao đồng hành Khi cả hai ngôi sao phát triển, chúng bắt đầu tương tác với nhau, với năng lượng chuyển hóa từ chuyển động quỹ đạo của chúng tiêu hao vào việc tống khứ những lượng lớn khối lượng ra khỏi ngôi sao tổ Trong khi không có ngôi sao đồng hành nào như vậy có thể trông thấy hiện nay tại vị trí của sao nam châm, nhưng điều này có thể là do ngôi sao siêu mới tạo ra sao nam châm đã làm cho hệ sao đôi bị phá vỡ, tống khứ cả hai ngôi sao ra khỏi đám sao ở tốc độ cao

“Nếu đúng là trường hợp này, thì nó cho thấy các hệ sao đôi có thể giữ một vai trò quan trọng trong sự phát triển sao bởi sự chuyển hóa khối lượng tổn thấy – ‘kế hoạch ăn kiêng’ vũ trụ tối hậu cho các ngôi sao nặng, cái giải phóng 95% khối lượng ban đầu của chúng”, Clark kết luận

Nguồn: PhysOrg.com

Trang 23

Nicola Cabibbo: 1935–2010

Nhà vật lí người Italy Nicola Cabibbo, người

mà nhiều người cho rằng đáng lẽ nên được

tặng chung thưởng giải Nobel vật lí năm 2008

cho sự đóng góp của ông cho sự tìm hiểu cơ

chế của sự hòa trộn quark, đã qua đời hôm

16/8, thọ 75 tuổi

Cabibbo nắm giữ nhiều vị trí danh cao vọng

trọng trong sự nghiệp của ông, trong đó có

chức chủ tịch Viện Vật lí Hạt nhân Quốc gia

Italy (INFN) Lúc tạ thế, ông đang làm việc

tại Đại học Rome "La Sapienza", và là chủ

tịch Viện Hàn lâm Khoa học Giáo hoàng, và

chủ tịch hội đồng khoa học tại Trung tâm Vật

lí Lí thuyết Quốc tế Abdus Salam (ICTP)

Mới hồi tuần trước, Cabibbo, cùng với

Ennackal Chandy George Sudarshan thuộc

trường Đại học Texas ở Austin, cùng nhận

thưởng huy chương Dirac 2010 của ICTP cho

“những đóng góp cơ bản của họ cho việc tìm

hiểu các tương tác yếu và những khía cạnh

khác của vật lí lí thuyết” Một người bạn hoặc

đồng nghiệp của Cabibbo sẽ được mời tới

thay mặt ông nhận thưởng khi tổ chức trao

giải vào tháng 11 tới bởi Irina Bokova, tổng

giám đốc Tổ chức Giáo dục, Khoa học, và

Văn hóa Liên hiệp quốc (UNESCO)

Ảnh: ICTP Photo Archive

Nhà tiên phong của lực yếu

Cabibbo nổi tiếng nhất với công trình

nghiên cứu của ông về tương tác yếu ở các

quark – một hạt cơ bản cấu thành nên các

hadron như proton và neutron – và đã được

công nhận cho sự đóng góp của ông cho

“sự hòa trộn quark” giữa những mùi khác

nhau của quark Năm 1963, ông đã đưa ra

“góc Cabibbo” liên hệ xác suất tương đối

mà các quark xuống (down) và quark lạ

(strange) phân hủy thành các quark lên (up)

Ma trận hòa trộn quark 2x2 của Cabibbo sau này được mở rộng để bao gồm một thế

hệ thứ ba của các quark bởi các nhà vật lí người Nhật Bản Makoto Kobayashi và Toshihide Maskawa, những người cùng nhận giải Nobel vật lí 2008 cùng với nhà lí thuyết Yoichiro Nambu Ma trận Cabibbo–Kobayashi–Maskawa (CKM) thu được mô

tả cách thức quark lạ và quark xuống bên trong một kaon có thể chuyển hóa tới lui thành các phản hạt của chúng và, trong khi làm như vậy, thỉnh thoảng vi phạm đối

Trang 24

xứng điện tích – chẵn lẻ (CP) Ma trận này

còn dự đoán sự tồn tại của những hạt quark

mới – quark duyên (charm), quark đáy

(bottom) và quark đỉnh (top) – sau này

chúng đã được khám phá ra trong các thí

nghiệm

“Cabibbo là một cây đại thụ của nền vật lí

hạt đương thời”, phát biểu của Tim

Gershon, một nhà vật lí hạt cơ bản tại Đại

học Warwick ở Anh quốc “Tác động của

sự đóng góp của ông cho sự phát triển của

Mô hình Chuẩn hầu như không thể nào là

nói quá”

Tuy nhiên, một số nhà vật lí vẫn cảm thấy

Cabibbo đáng lí ra nên nhận được một suất

chia sẻ của giải thưởng Nobel 2008 cùng

với Kobayashi và Maskawa cho việc thiết

lập nền tảng của ma trận CKM “Có một

cảm nhận chung trong cộng đồng là

Cabibbo đúng là xui xẻo nên đã chẳng

được nhận giải”, Gershon nói

Một đời dành cho vật lí học

Sinh ra ở Rome năm 1935, Cabibbo tốt

nghiệp ngành vật lí ở trường Đại học Rome

"La Sapienza" vào năm 1958 và sau đó làm việc với vai trò một nhà nghiên cứu tại INFN cho đến năm 1962 Sau một thời gian làm việc tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, California và tại Đại học Harvard, ông trở lại Italy làm việc tại trường Đại học Aquila vào năm 1965 Năm 1966, ông quay về "La Sapienza", nơi ông tiếp tục ở lại trong quãng còn lại của

sự nghiệp của mình Ông trở thành chủ tịch INFN vào năm 1983 và rồi là chủ tịch của Viện Hàn lâm Khoa học Giáo hoàng kể từ năm 1993

"Nicola Cabibbo có sức ảnh hưởng rất lớn lên các đồng nghiệp của ông Ông rất được tôn kính và được xem là một quý ông đích thực”, phát biểu của nhà vật lí lí thuyết Giorgio Parisi ở trường "La Sapienza", người từng được Cabibbo cố vấn cho nghiên cứu tốt nghiệp của mình “Tôi nhớ ông ấy luôn dành một chút thời gian vào sáng thứ bảy để làm vật lí Đối với ông ấy,

nó giống như trò chơi ghép hình vậy”

Trang 25

‘Năng lượng tối’ sẽ làm cho vũ trụ giãn nở mãi mãi

Các nhà khoa học phát hiện vũ trụ của

chúng ta có khả năng sẽ tiếp tục giãn nở

mãi mãi

Các nhà nghiên cứu NASA sử dụng một

‘thấu kính thiên hà’ cho thấy vũ trụ cuối

cùng sẽ trở thành một vùng đất hoang vu, lạnh lẽo và chết chóc

Các nhà thiên văn đã sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Hubble để tính ra lượng ‘năng lượng tối’ bí ẩn có mặt trong vũ trụ

Ánh sáng sao bị bẻ cong xung quanh đám thiên hà Abell 1689

Nghiên cứu khảo sát năng lượng tối, cái

đang tiếp tục đẩy vũ trụ ra xa nhau, cấu

thành từ cái gì

Sử dụng ‘thấu kính thiên hà’ để tính ra

lượng năng lượng tối có mặt trong không

gian, các nhà khoa học kết luận rằng sự

phân bố của lực chưa giải thích được đó có

nghĩa là vũ trụ có khả năng sẽ không bao

giờ ngừng giãn nở

Các nhà khoa học đã sử dụng kính Hubble

để khảo sát xem ánh sáng phát ra từ các

ngôi sao bị bóp méo như thế nào bên trong

và xung quanh một đám thiên hà khổng lồ

tên gọi là Abell 1689

Kích cỡ của đám thiên hà làm cho ánh sáng

bị bẻ cong xung quanh các thiên hà mà các

nhà thiên văn sử dụng để đi xem Abell

1689 cách Trái đất bao xa, đo khối lượng

của nó và quan trọng hơn, đo sự phân bố của năng lượng tối

Các nhà khoa học đã khảo sát 34 ảnh chụp thiên hà do Hubble và các đài thiên văn mặt đất thực hiện để nghiên cứu hiện tượng trên

‘Hình dạng, thành phần và số phận của vũ trụ đều liên hệ phức tạp với nhau’, phát biểu của nhà nghiên cứu Priyamvada Natarajan ở trường đại học Yale ‘Nếu bạn biết hai, bạn có thể suy luận ra cái thứ ba Chúng ta đã có kiến thức khá tốt về thành phần khối lượng-năng lượng của vũ trụ, cho nên nếu chúng ta có thể làm chủ dạng hình học của nó thì chúng ta sẽ có thể luận

ra chính xác số phận của vũ trụ sẽ như thế nào’

Trang 26

Giáo sư Eric Jullo ở Phòng thí nghiệm Sức

đẩy Phản lực của NASA, những đứng đầu

nhóm nghiên cứu, nói: ‘Chúng ta phải giải

bài toán năng lượng tối từ mọi phương diện

Điều quan trọng là có một vài phương pháp,

và hiện nay chúng ta có thêm một phương

pháp mới, rất mạnh Cái tôi ưa chuộng ở

phương pháp mới của chúng tôi là nó rất dễ

hình dung Bạn đúng là có thể thấy sự hấp

dẫn và năng lượng tối bẻ cong hình ảnh của

các thiên hà nền thành các vòng cung’

Người ta tin rằng năng lượng tối chiếm

khoảng ba phần tư vũ trụ nhưng vẫn hoàn

toàn vô hình đối với các nhà thiên văn

Toàn bộ những gì đã biết là nó là một lực đẩy các thiên hà ngày một ra xa nhau Giáo

sư Jullo nói ông đảm bảo rằng nghiên cứu hiện nay sẽ giúp các ước tính khoa học về năng lượng tối tăng thêm chính xác độ 30% trong tương lai

Ông cho biết thêm rằng hiện nay người ta nghĩ rằng sự giãn nở của vũ trụ không những tiếp tục đến vô hạn định mà còn ngày một nhanh nữa

Nguồn: Daily Mail

Trang 27

Hệ mặt trời có lẽ già hơn ước tính đến 2 triệu năm tuổi

Hệ mặt trời có thể già hơn người ta nghĩ

gần hai triệu năm, đó là theo một nghiên

cứu mới công bố hôm chủ nhật qua trên tạp

chí Nature Geoscience

Bằng chứng từ một thiên thạch cân nặng

1,49kg tìm thấy trong sa mạc Moroc hồi

năm 2004 có chứa một khoáng chất “cổ

sơ”, được biết là một trong những chất liệu

rắn lớn tuổi nhất hình thành sau sự ra đời

Tác giả của bài báo trên là Audrey Bouvier

và Meenakshi Wadhwa ở Trung tâm Nghiên cứu Thiên thạch thuộc trường Đại học Bang Arizona

Nguồn: AFP

Trang 28

Mộc tinh bị tấn công lần thứ ba trong 13 tháng

Đây là lần thứ ba trong vòng chỉ hơn một năm, các nhà thiên văn nghiệp dư đã phát hiện ra một sao chổi hoặc tiểu hành tinh đã lao vào sao Mộc Các quan sát cho biết các vụ va chạm với kẻ khổng lồ hành tinh xảy ra thường xuyên hơn trước nay người ta vẫn nghĩ

Hôm thứ sáu trước, một sao chổi hoặc tiểu hành tinh nhỏ đã lao vào khí quyển của Mộc tinh, tạo ra một quả cầu lửa trong tích tắc, đã được ghi nhận độc lập bởi hai nhà thiên văn nghiệp dư người Nhật Bản thu video qua kính thiên văn của họ

Một vụ tấn công nữa lên Mộc tinh (Ảnh: Masayuki Tachikawa/Takahashi) Quan sát trên noi theo bước chân của hai

quan sát tương tự thực hiện bởi các nhà

thiên văn nghiệp dư trong 13 tháng qua –

một quan sát vào tháng 6/2010 và một quan

sát vào tháng 7/2009, mặc dù trong trường

hợp thứ hai vừa nói người ta chỉ quan sát

thấy vết thâm tối do vụ va chạm để lại

Trước khi có ba quan sát mới này, người ta

chỉ biết duy nhất một trường hợp xác định

một sao chổi hay tiểu hành tinh va chạm

với Mộc tinh – cú va chạm của các mảnh

vỡ của sao chổi Shoemaker-Levy 9 hồi

năm 1994, một sự kiện được dự báo trước

và được quan sát rộng khắp với các kính

thiên văn chuyên nghiệp Tuy nhiên, vào

năm 1690, nhà thiên văn người Italy

Giovanni Domenico Cassini, người phát

hiện ra bốn trong số các vệ tinh của sao

Thổ, đã vẽ ra một sự kiện trông giống một

Sự phong phú bất ngờ của những quan sát như vậy có lẽ là nhờ một kĩ thuật chụp những bức ảnh rất sắc nét bằng cách kết hợp các khung hình rõ nhất từ một bản ghi video, theo lời Glenn Orton thuộc Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở Pasadena, California

Trang 29

Orton và một nhóm nhà thiên văn học do

nhà thiên văn nghiệp dư người Australia

Anthony Wesley đứng đầu đã đề xuất

thành lập một mạng lưới toàn cầu gồm các

kính thiên văn tự động cỡ nhỏ để theo dõi

liên tục các va chạm trên Mộc tinh

Họ đã đệ trình ý tưởng lên một ủy ban thuộc Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Mĩ,

cơ quan sẽ xác lập các ưu tiên cho ngành khoa học hành tinh trong thập kỉ tới trong một bản báo cáo sẽ công bố vào năm 2011

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	1,37 MB