Tuy nhiên, hiện nay người ta biết rất ít về việc làm thế nào các electron thực sự chuyển động được qua những mạch điện như thế - đó là lí do tại sao Krausz và các đồng sự tin rằng kĩ [r]
Trang 1BẢN TIN VẬT LÍ THÁNG 10/2007
hiepkhachquay thực hiện Tài liệu download tại http://www.thuvienvatly.com
An Minh, tháng 10/2007
Trang 2ILC có giám đốc mới
Nhà vật lí người Nhật Bản Sakue Yamada vừa được bổ nhiệm làm vị giám đốc nghiên cứu đầu tiên của Máy Va chạm Tuyến tính quốc tế (International Linear Collider - ILC) – một máy gia tốc hạt thế hệ kế tiếp có thể sẽ mở cửa và hoạt động vào năm 2019 Yamada, giáo sư danh dự tại trường đại học Tokyo, sẽ phối hợp nỗ lực quốc tế nhằm phát triển các công nghệ dò hạt cho cỗ máy va chạm
Yamada được bổ nhiệm bởi Ủy ban Điều hành Máy Va chạm Tuyến tính quốc tế (ILCSC), gồm một nhóm các nhà vật lí hạt phối hợp sự nỗ lực toàn cầu để thiết kế và xây dựng ILC Một bản thiết kế tham khảo cho ILC đã được công bố hồi đầu năm nay và dự án đó hiện đang trong giai đoạn “thiết kế kĩ thuật”, trong đó các chi tiết như làm sao xây dựng cỗ máy sẽ được giải quyết Việc bổ nhiệm Yamada được mong đợi để tiếp tục thông qua giai đoạn này, nhiệm kì sẽ kết thúc vào năm
ILC được các nhà vật lí hạt xem là tổ hợp lớn kế tiếp sau Máy Va chạm Hadron Lớn tại CERN, cỗ máy sẽ bắt đầu thu thập dữ liệu vào tháng 5/2008 ILC sẽ dài khoảng 31 km và sẽ làm cho các electron và positron đập mạnh vào nhau ở năng
Trang 3lượng ít nhất là 500 GeV Vị trí xây dựng ILC hiện nay vẫn chưa được chọn và chi phí xây dựng cỗ máy lên tới 15 tỉ đô la
Hamish Johnston (physicsworld.com, 2/10/2007)
Anton Zeilinger giành được huy chương Isaac Newton đầu tiên
Nhà vật lí người Áo và là nhà tiên phong về tính toán lượng tử, Anton Zeilinger, đã khai trương huy chương Isaac Newton do Viện Vật lí [Anh] trao tặng Zeilinger được tôn vinh cho “những đóng góp tiên phong mang tính khái niệm và thực nghiệm của ông cho việc sáng lập ra vật lí lượng tử, ngành vật lí đã trở thành nền tảng cho lĩnh vực thông tin lượng tử đang phát triển nhanh chóng”
Anton Zeilinger là người đầu tiên giành được huy chương Isaac Newton
do Viện Vật lí Mĩ trao tặng
Zeilinger đã đi tiên phong trong nghiên cứu sự rối – một tính chất của thuyết lượng tử cho phép hai hay nhiều hạt biểu hiện sự tương quan mạnh mẽ hơn nhiều so với khả năng xảy ra trong vật lí học cổ điển Sự rối là cái, về nguyên tắc, cho phép các máy tính lượng tử làm tốt hơn máy tính truyền thống ở một số công việc
Trang 4Thành tựu của ông bao gồm minh chứng đầu tiên của sự truyền thông lượng
tử dựa trên sự rối của các photon vào năm 1995, “điện báo lượng tử” đầu tiên vào năm 1997 và mật mã lượng tử đầu tiên thực hiện với các photon bị rối vào năm
2000 Hồi đầu năm nay, ông đã dẫn đầu một đội nghiên cứu làm chủ được việc truyền một photon rối đi xa 144 km trong không gian tự do, mở ra cánh cửa đi vào truyền thông lượng tử trên cơ sở vệ tinh
Zeilinger, 62 tuổi, sinh ở Áo và hiện là giáo sư vật lí thực nghiệm tại trường đại học Vienna, đồng thời là giám đốc khoa học của Viện Quang học lượng tử và Thông tin lượng tử thuộc Viện Hàn lâm khoa học Áo
Huy chương Isaac Newton là một trong 10 tôn vinh mới mà Viện Vật lí sẽ trao trong năm 2008 Được trao cho “những đóng góp nổi bật cho vật lí học”, huy chương này khác với 23 giải thưởng khác của Viện ở chỗ nó không hạn chế các nhà vật lí nghiên cứu ở Anh hay Ireland, hay với những người có mối quan hệ chặt chẽ với hai quốc gia này
Mỗi giải thưởng gồm một số tiền thưởng 2000 bảng Anh và sẽ ra mắt tại một buổi lễ kỉ niệm ở London vào ngày 24 tháng 1 năm 2008 Sau đây là danh sách tất
cả những người đạt giải trong năm 2008
Huy chương của Thủ tướng
dành cho những đóng góp xứng
đáng cho vật lí học nói chung và
cho ViệnVật lí nói riêng
Giáo sư Michael Atiyah, giáo
sư danh dự, đại học Edinburgh
và là thành viên Trinity College, Cambridge
Công nhận những đóng góp xuất sắc của ông cho phạm vi rộng các đề tài toán học, nhiều trong
số đó đã mang lại nền tảng cao đáng kể cho sự phát triển của vật lí lí thuyết; và ghi nhận tài năng lãnh đạo lỗi lạc của ông trong cộng đồng khoa học Quốc tế
Huy chương Isaac Newton
của Viện Vật lí dành cho những
đóng góp nổi bật cho vật lí học
Giáo sư, tiến sĩ Anton Zeilinger, giáo sư vật lí thực nghiệm, trường đại học Vienna
Cho những đóng góp mang tính khái niệm và thực nghiệm tiên phong của ông cho sự hình thành vật lí lượng tử, lí thuyết
đã trở thành nền tảng cho lĩnh vực thông tin lượng tử đang phát triển nhanh chóng
Huy chương vàng
Huy chương thương mại và
đổi mới của Viện Vật lí dành
cho đóng góp nổi bật cho việc tổ
chức hay ứng dụng vật lí học
trong khuôn khổ công nghiệp
hay thương mại
Tiến sĩ Donal Denvir Andor Technology PLC
Cho vai trò của ông trong việc sáng lập Andor Technology, công ti chế tạo các camera kĩ thuật số hiệu suất cao, và cho tài lãnh đạo một chương trình R&D đã giữ cho công ti luôn ở tiền phong của sự đổi mới Huy chương Dirac của Viện
Vật lí dành cho đóng góp nổi
bật cho vật lí lí thuyết, vật lí
toán và vật lí tính toán bằng
máy tính
Giáo sư Bryan Webber, giáo
sư vật lí lí thuyết, trường đại học Cambridge
Cho công trình tiên phong trong việc tìm hiểu và áp dụng sắc động lực học lượng tử (QCD), lí thuyết về tương tác mạnh, một trong ba lực cơ bản của tự nhiên
Huy chương Faraday của Viện
Vật lí dành cho đóng góp nổi
bật cho vật lí học thực nghiệm
Giáo sư Roger Cowley, giáo sư tiến sĩ Lee của khoa sinh lí học thực nghiệm, phòng thí nghiệm Clarendon tại trường đại học Oxford
Cho công trình tiên phong về việc phát triển và ứng dụng các
kĩ thuật tán xạ neutron và tia X cho nền vật lí của một phạm vi rộng các hệ chất rắn và trạng thái lỏng quan trọng.
Trang 5Huy chương Glazebrook của
Cho tài lãnh đạo xuất sắc của ông trong việc điều hành và phát triển một phòng thí nghiệm hàng đầu thế giới, và cho công trình đổi mới của ông về khoa học tán xạ neutron và tia X Giải thưởng theo chủ đề
Huy chương Appleton dành
cho nghiên cứu nổi bật trong
ngành vật lí môi trường, Trái Đất
hay khí quyển
Giáo sư Ann Wintle, giáo sư Viện Địa lí và Khoa học Trái Đất, trường đại học Aberystwyth
Cho đóng góp nổi bật của bà trong sự phát triển và ứng dụng các tính chất phát quang của khoáng vật làm công cụ định tuổi địa chất thích hợp với khoảng g 1 triêu năm qua Huy chương Bragg dành cho
những đóng góp đáng kể cho
dạy học vật lí
Giáo sư Robin Millar, giáo sư khoa học giáo dục, Khoa nghiên cứu giáo dục, trường đại học York
Cho sự lãnh đạo xuất sắc của ông trong việc dạy, học, và đánh giá vật lí Ông đã giúp định nghĩa lại các mục tiêu của khoa học giáo dục, đóng góp và những dự án sáng tạo và đã định hình lại lớp học thực hành,
và người giáo viên sáng tạo Huy chương Chadwick dành
cho nghiên cứu nổi bật trong
lĩnh vực vật lí hạt
Giáo sư J Michael Pendlebury, giáo sư nghiên cứu tại đại học Sussex, và giáo sư Keith Green, thành viên nghiên cứu thâm niên tại đại học Sussex và nhà khoa học danh
dự tại phòng thí nghiệm Rutherford Appleton
Cho những đóng góp xuất sắc của họ cho phép đo moment lưỡng cực điện neutron, và những tính chất cơ bản khác của neutron
Huy chương Franklin dành cho
nghiên cứu nổi bật về vật lí ứng
dụng cho khoa học về sự sống
Giáo sư David Delpy, phó hiệu trưởng nghiên cứu và giáo sư Quang Y học, trường đại học Collage London
Cho sự phát triển tiên phong của ông về những kĩ thuật mới lạ và những thiết bị theo dõi sức khỏe của bệnh nhân ở các đơn vị chăm sóc đặc biệt và ghi ảnh mô sinh lí học và trao đổi chất Huy chương Gabor cho công
trình nổi bật về việc áp dụng vật
lí trong khuôn khổ công nghiệp,
thương mại hay kinh doanh
Bà Doreen Stoneham, giám đốc kiêm thư kí công ti Oxford Authentication Ltd
Cho việc bà sáng lập thành công một công ti hàng đâu thế giới xác thực ceramic cho thế giới nghệ thuật
Huy chương Hoyle cho nghiên
cứu nổi bật trong thiên văn vật
lí, vật lí hấp dẫn hay vũ trụ học
Giáo sư Michael Robinson, giáo sư thiên văn vật
Rowan-lí ở phòng thí nghiệm Blackett, Imperial College London
Cho nghiên cứu tiên phong của ông về thiên văn học hồng ngoại
và dưới mili mét,và vũ trụ học quan sát được
Huy chương Joule cho nghiên
cứu nổi bật về vật lí ứng dụng
Giáo sư David Parker, giáo sư vật lí, Khoa Vật lí và Thiên văn học, trường đại học Birmingham
Cho sự sáng tạo ra phương pháp theo dõi hạt phát xạ positron làm một công cụ trong nhiều ứng dụng kĩ thuật đa dạng Huy chương Kelvin cho những
đóng góp xuất sắc cho việc phổ
về định lí cuối cùng của Fermat,
vũ trụ học và về mật mã học có tầm ảnh hưởng rất lớn
Huy chương Mott Medal dành
cho nghiên cứu nổi bật trong
ngành vật chất hóa đặc và vật lí
học vật liệu
Giáo sư Gabriel Aeppli, giáo
sư vật lí tại trường đại học College London và giám đốc Trung tâm Công nghệ Nano London
Cho nghiên cứu tiên phong và có sức ảnh hưởng cao của ông về tính chất từ của các chất mới lạ bằng sự tán xạ neutron
Trang 6Huy chương
Payne-Gaposchkin Medal dành cho
nghiên cứu nổi bật trong ngành
vật lí plasma, Mặt Trời hay
không gian
Tiến sĩ John William Connor, trưởng khoa Lí thuyết và Mô phỏng tại Trung tâm Khoa học Culham
Cho những đóng góp lí thuyết có tính hạt giống của ông cho nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch hạn chế bằng cơ chế từ học
Huy chương Rayleigh dành
cho nghiên cứu nổi bật trong
lĩnh vực vật lí lí thuyết, toán
học, hay tính toán bằng máy
tính
Giáo sư John Chalker, giáo
sư vật lí ở Trung tâm Vật lí Lí thuyết Rudolf Peierls tại trường đại học Oxford
Cho những đóng góp căn bản và đổi mới quan trọng vào vật lí chất rắn, nhất là trong lĩnh vực hiện tượng học lượng tử ngoại lai
Huy chương Rutherford
Medal dành cho nghiên cứu nổi
bật trong ngành vật lí hạt nhân
hay công nghệ hạt nhân
Một đội gồm các nhà vật lí và
kĩ sư tại Rolls-Royce plc:
Tiến sĩ Alan Copestake, nhà vật lí chính; tiến sĩ Stephen Walley, nhà vật lí chính; ông John Stewart Kiltie, kĩ sư trung học; ông Chris Weston, trưởng đội nghiên cứu; và ông Brian Griffin, kĩ sư trung học
Cho sự phát triển lõi lò phản ứng hạt nhân có thời gian sống lâu dùng cho các tàu ngầm của Anh
Huy chương Tabor cho nghiên
cứu nổi bật trong ngành vật lí bề
mặt hay kích thước nano
Giáo sư David Ritchie, giáo sư vật lí thực nghiệm tại trường đại học Cambridge
Cho công trình thực nghiệm có tính hoàn thiện cao trong sự phát triển các dụng cụ lượng tử bán dẫn mới lạ với nhiều ứng dụng đa dạng Công trình của ông đã định nghĩa lại biên giới của vật lí học bán dẫn
Huy chương Thomson cho
nghiên cứu nổi bật trong ngành
vật lí nguyên tử hay phân tử
Giáo sư Edward Hinds, giáo sư vật lí tại Imperial College
London
Cho nghiên cứu thực nghiệm quan trọng và tao nhã của ông trong lĩnh vực vật lí nguyên tử
và quang học lượng tử
Huy chương Young cho nghiên
cứu nổi bật trong ngành quang
học, kể cả nghiên cứu liên quan
đến vật lí ngoài vùng khả kiến
Giáo sư Patrick Gill, thành viên NPL và là trưởng Phòng tiêu chuẩn tần số quang tại Phòng thí nghiệm vật lí quốc gia
Cho những đóng góp hàng đầu thế giới vào hệ thống đo lường tần số quang
Giải thưởng sự nghiệp trẻ
Huy chương Maxwell cho
nghiên cứu nổi bật trong ngành
vật lí lí thuyết, vật lí toán hay
tính toán bằng máy tính
Giáo sư Sougato Bose, phó giáo sư vật lí ở Khoa Vật lí và Thiên văn học, trường đại học College London
Cho nghiên cứu của ông về sự đặc trưng hóa và khai thác sư rối trong các hệ lượng tử, đặc biệt cho công trình nghiên cứu của ông về sự truyền thông tin trong các chuỗi spin
Huy chương Moseley cho
nghiên cứu nổi bật trong ngành
vật lí thực nghiệm
Giáo sư Helen Fielding, giáo
sư hóa lí tại trường đại học College London
Cho công trình độc nhất vô nhị của bà về sự điều khiển kết hợp động lực học điện tử và phức tạp bằng các laser cực nhanh Nghiên cứu này quan trọng cho các nghiên cứu thông tin lượng
tử cũng như khả năng điều khiển bằng laser của các phản ứng hóa học
Huy chương Paterson cho c
nổi bật trong ngành vật lí ứng
dụng
Giáo sư Russell Cowburn, giáo sư công nghệ nano ở khoa vật lí, trường Imperial College London
Cho những đóng góp xuất sắc cho từ học nano và photon học nano, và sự thành công đươc quốc tế công nhận của ông trong việc khai thác thương mại nghiên cứu của ông qua các công ti spin-out
Hamish Johnston (physicsworld.com, 3/10/2007)
Trang 7Chất bán dẫn từ tính pha tạp carbon đầu tiên
Các nhà nghiên cứu ở Singapore đã chế tạo được một nam châm vĩnh cửu nhiệt độ phòng bằng cách trộn những lượng nhỏ carbon với chất bán dẫn kẽm oxide Mặc dù các chất bán dẫn từ tính loãng nhiệt độ phòng (DMS) đã được chế tạo trước đây, nhưng chúng đều là chất bán dẫn pha tạp với đồng Loại DMS pha tạp carbon mới này hấp dẫn vì nó có thể một ngày nào đó cho phép quá trình sản xuất chất bán dẫn được sử dụng để chế tạo các mạch điện công nghệ spin xử lí và lưu trữ thông tin bằng cả điện tích và spin của electron (Phys Rev Lett 99
sử dụng để chế tạo những mạch điện trong đó các electron được điều khiển theo hai trạng thái spin có thể có của chúng
Ban đầu, các nhà vật lí thử chế tạo những chất như thế bằng cách pha tạp chất bán dẫn với những lượng nhỏ kim loại từ tính, ví dụ như manganese Thật không may, DMS thu được chỉ có từ tính tốt dưới nhiệt độ phòng Các kim loại không phân tán đều trong chất bán dẫn mà co cụm lại thành cục, làm cho vấn đề thêm tệ hại Điều này khiến các nhà nghiên cứu tự hỏi không biết từ tính xuất hiện trong chất bán dẫn pha tạp, hay trong cụm kim loại từ tính
Gần đây hơn, các nhà nghiên cứu đã chế tạo được DMS nhiệt độ phòng bằng cách pha tạp các chất bán dẫn kẽm oxide và gallium nitride với đồng Đây là một đột phá lớn vì đồng là chất phi từ tính và do đó từ tính quan sát thấy phải phát sinh trong chất bán dẫn pha tạp, chứ không phải trong cụm kim loại không ai mong đợi
Nay một đội nghiên cứu đứng đầu là Yuan Ping Feng và Ju Ding tại trường đại học quốc gia Singapore vừa tạo ra được một nhánh loại DMS mới bằng cách pha tạp kẽm oxide với carbon
Chất liệu được tạo ra bằng cách chiếu một xung laser cường độ mạnh lên hỗn hợp bột carbon và kẽm oxide Xung laser này làm cho một số chất bốc hơi, phủ lên một chất nền sapphire ở gần đó với các màng dày khoảng 200 nm Bằng cách thay đổi lượng bột carbon ở mục tiêu, đội nghiên cứu có thể chế tạo các màng kẽm với mức tập trung carbon khoảng 0,1 và 2,5 %
Sau đó, đội nghiên cứu đo tính chất từ của các màng bằng một dụng cụ giao thoa lượng tử siêu dẫn cực kì nhạy, hay SQUID Họ nhận thấy cả mẫu pha tạp 1%
và 2,5% đều giữ được sự từ hóa của chúng đến ít nhất là 400 K – khoảng 100 độ trên nhiệt độ phòng
Trang 8Theo Feng, việc khám phá ra DMS pha tap carbon thật quan trọng vì các chất DMS được biết khác bao gồm các kim loại chuyển tiếp, trong đó các electron “lớp
vỏ d” chịu trách nhiệm gây ra từ tính Ngược lại, từ tính ở carbon phát sinh từ các electron lớp vỏ s và p, khiến cho nó hoàn toàn là một cơ chế mới cho các nhà vật lí khám phá
“Từ quan điểm ứng dụng, thật khó nói DMS nào sẽ có triển vọng hơn, nhưng việc khám phá ra tính sắt từ nhiệt độ phòng ở ZnO pha tạp carbon mở ra một hướng mới trong cuộc tìm kiếm các chất DMS mới”, Ding nói Đội nghiên cứu hiện đang thực hiện tính toán để nghiên cứu từ tính trong các chất bán dẫn pha tạp với những nguyên tố nhẹ khác, ví dụ như nitrogen
Hamish Johnston (physicsworld.com, 3/10/2007)
Hiệu ứng Josephson ở chất khí nguyên tử
Các nhà vật lí ở Israel vừa chứng kiến hiệu ứng Josephson – theo truyền thống, là dòng electron kết hợp chạy qua một chất cách điện, kẹp giữa các chất siêu dẫn – trong một chất khí nguyên tử cực lạnh Ví dụ mới về loại hiệu ứng này có thể được khai thác để chế tạo bộ cảm biến quay chính xác, hay còn mang lại một tiêu chuẩn “hóa thế” cho việc định cỡ năng lượng của các dụng cụ, ví dụ như laser (Nature 449 579)
Cơ học lượng tử cho phép mọi electron khả năng chui hầm qua hàng rào cách điện, nhưng các electron trong chất siêu dẫn – chúng xử sự như một thực thể chung – có thể chui hầm rõ ràng Điều này có nghĩa là dòng điện có thể chạy qua một rào chắn mà không bị giảm thế, một hiện tượng mang tên là hiệu ứng Josephson một chiều Ngoài ra, hiệu ứng Josephson xoay chiều phát biểu rằng nếu đặt hiệu điện thế vào hai đầu rào chắn thì dòng điện sẽ dao động theo hướng Dao động này được sử dụng trong các dụng cụ giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUID) để đo từ trường rất nhỏ, cũng được dùng để đo volt
Mặc dù hiệu ứng Josephson xoay chiều cũng được nhìn thấy ở helium siêu lỏng dạng một dao động dòng điện khối của các nguyên tử khi cách nhau bởi một màng ngăn, nhưng hiệu ứng Josephson một chiều chỉ được nhìn thấy ở các chất siêu dẫn Tuy nhiên, nay Jeff Steinhauer và các đồng sự đến từ Viện Công nghệ Israel đã nhìn thấy cả hai hiệu ứng Josephson xoay chiều và một chiều trong chất khí nguyên
tử rubidium làm lạnh xuống gần như không độ tuyệt đối Ở nhiệt độ này, tất cả các nguyên tử đều rơi vào một trạng thái cơ bản giống như nhau, cái được gọi là hóa đặc Bose-Einstein (BEC)
Các nhà nghiên cứu giam giữ BEC của họ bằng từ trường và rồi chia nó ra làm hai với một chùm laser, mang lại một hàng rào thế theo kiểu giống như chất cách điện thực hiện với các electron Sau đó, họ bẻ chùm laser qua BEC để lái các
Trang 9nguyên tử ở một phía tiến đến gần hơn chống lại lực đẩy lẫn nhau của chúng, làm tăng hóa thế của chúng Bằng cách theo dõi mật độ của mỗi phía của BEC, Steinhauer và các đồng sự nhận thấy không chỉ các nguyên tử bị kết chặt mới chui hầm qua, mà các nguyên tử ở cả hai mặt cũng chui hầm tới lui – dấu hiệu xác nhận hiệu ứng Josephson xoay chiều Để trông thấy hiệu ứng Josephson một chiều, họ lái chùm tia đến dưới 0,40 µm/s và nhận thấy các nguyên tử đi qua mà không bị ngăn trở và không hề có sự dao động nào
Bản đồ mật độ cho thấy BEC của các nhà nghiên cứu bị tách làm đôi như thế nào bởi chùm laser
Vì các dao động của hiệu ứng Josephson xoay chiều phụ thuộc mạnh mẽ vào
sự chênh lệch hóa thế giữa các mặt của BEC, nên chúng cũng phụ thuộc vào vị trí của chùm tia Do đó, Steihauer và các đồng sự cho rằng, tương tự như cách SQUID phát hiện từ trường, họ cũng có thể sử dụng chuyển động của chùm tia là bộ cảm biến quay Và, giống như hiệu ứng Josephson siêu dẫn, họ cho rằng hệ của họ có thể mang lại một hóa thế chuẩn cho các nhu cầu định cỡ Ví dụ, nếu chiếu laser lên một mặt của BEC, nó sẽ làm tăng hóa thế của mặt đó và do đó làm thay đổi tần số dao động tỉ lệ với năng lượng của chùm tia
Jon Cartwright (physicsworld.com, 3/10/2007)
Thế giới kỉ niệm nửa thế kỉ chinh phục không gian
Vào ngày 4 tháng 10 năm 1957, Liên Xô đã phóng Sputnik 1, vệ tinh nhân tạo đầu tiên 50 năm sau, và người ta trên khắp thế giới đang kỉ niệm cái là vật báo hiệu của cuộc thám hiểm không gian
Ở Star City – trung tâm huấn luyện các nhà du hành vũ trụ nằm sát bên Moscow – các cựu phi hành gia, sĩ quan quân đội, và các kĩ sư đã tụ họp sáng nay để
ôn lại những sự kiện dẫn tới việc phóng vệ tinh Tại chân thành Kremlin, các sĩ quan quân đội đã đặt vòng hoa trên phần mộ của Sergei Korolyov, nhà khoa học tên lửa
Trang 10có sức ảnh hưởng lớn, người đã lãnh đạo chương trình vệ tinh của Liên Xô “Tất nhiên, đối với chúng ta, các nhà khoa học [tên lửa] đã làm lóe lên ngọn lửa hâm mộ không trông đợi trước trên khắp thế giới Không ai mong đợi điều này, kể cả các kĩ
sư của chúng ta”, Viktor Frusmon, một trong các đồng sự của Korolyov, nói với các phóng viên người Nga
Ở khắp nơi trên thế giới, lễ kỉ
niệm Ngày Sputnik quốc tế có hơi
khác nhau Ở Pháp, chẳng hạn, Franck
Ancel – người tổ chức các sự kiện
“nâng niu các câu hỏi về công nghệ” –
đang triển lãm các bức vẽ liên quan tới
Sputnik của các họa sĩ và sổ sách tại
Văn phòng của Viện học tập và nghiên
cứu không gian quốc gia Trong khi
đó, Igor Hax đến từ Liverpool ở Anh
đã sáng tác bản nhạc “nhịp đập”, chậm
chạp dựa trên tiếng kêu bíp bíp nổi
tiếng của Sputnik Bình dị hơn, Bảo
tàng Hàng không Tonronto hiện đang
lưu giữ nhiều trưng bày khác nhau của
thời kì không gian bởi các nhà khoa
học
Lễ kỉ niệm cũng được ghi dấu
ấn vào ngày hôm qua, với Michael
Griffin, nhà quản trị NASA, và Antoly
Perminov, trưởng Cơ quan Không gian
Liên bang Nga, đồng ý hợp tác với nhau tìm kiếm nước trên Mặt Trăng và sao Hỏa
Họ đã kí thỏa thuận tại đại sứ quán Mĩ ở Moscow về việc sử dụng các thiết bị Nga trên cả tàu Lunar Reconnaissance Orbiter, sẽ phóng vào tháng 10/2008, và Mars Science Laboratory, một tàu robot sẽ phóng vào năm 2009
Tuy nhiên, những tiếng vỗ tay vui vẻ đã lắng đi bởi viên chỉ huy không gian quân sự Nga Vladimir Popovkin cảnh báo các nước đang phóng các hệ thống vũ khí vào không gian “Chúng ta cần có những quy định chặt chẽ về không gian để tránh việc quân sự hóa nó, và nếu một nước nào đưa vũ khí lên không gian thì tất cả chúng
ta đều phản ứng giống nhau”, ông nói với tờ báo Trud Popovkin còn nói thêm rằng không nên triển khai các loại vũ khí trẻn không gian vì không có nước nào có quyền điều khiển nó
Jon Cartwright (physicsworld.com, 4/10/2007)
[Bạn có thể download tài liệu chi tiết về sự kiện Sputnik tại
http://home.1asphost.com/manhan101/pdf/Sputnik.pdf hoặc tại http://www.thuvienvatly.com ]
Trang 11Laser nguyên tử nhân tạo đã lộ diện
Laser đầu tiên xây dựng từ một hệ lượng tử kĩ thuật nhân tạo vừa được các nhà nghiên cứu Nhật Bản tiết lộ Laser vi sóng (maser) đó cũng độc nhất vô nhị vì
nó sử dụng một nguyên tử nhân tạo – một mẫu siêu dẫn nhỏ xíu - để tạo ra trường bội photon kết hợp Laser này không giống như các laser thông thường, chúng sử dụng nhiều nguyên tử hay phân tử Các nhà nghiên cứu tin rằng bước đột phá đó có thể dẫn đến sự phát triển những dụng cụ rất nhỏ, điều chỉnh được, có khả năng tích hợp trên những con chip làm nguồn phát vi sóng hay khuếch đại (Nature 449 588)
Oleg Astafiev và các đồng sự tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu điện tử học nano của NEC và phòng thí nghiệm quốc gia RIKEN của Nhật Bản vừa chế tạo được maser của họ bằng cách đặt một “hòn đảo” nhôm siêu dẫn kích thước nano mét tại một đầu của bộ cộng hưởng vi sóng dài vài mili mét Các electron trong chất siêu dẫn tồn tại dạng các “cặp Cooper” Tuy nhiên, nếu đặt một hiệu điện thế lên hòn đảo, thì một cặp có thể bị phá vỡ với một electron có thể rời khỏi hòn đảo ngay tức thì qua một đường dẫn và electron kia thì nâng lên trạng thái năng lượng cao hơn
Sau một khoảng thời gian, electron thứ hai cũng thoát ra, bỏ lại hòn đảo ở trạng thái năng lượng trung gian Trạng thái này cuối cùng phân hủy bằng cách phát
ra một photon vi sóng vào bộ cộng hưởng, trong đó photon bị bẫy dưới dạng một sóng đứng Photon bị bẫy sau đó có thể kích thích sự phát xạ của photon khác từ hòn đảo, nhanh chóng lấp đầy bộ cộng hưởng với nhiều photon kết hợp
Quá trình khuếch đại này tương tự như quá trình xảy ra trong maser thông thường – nhưng thay vì có nhiều nguyên tử hay phân tử giống hệt nhau, quá trình chỉ gồm một nguyên tử nhân tạo – đó là hòn đảo siêu dẫn Astafiev nói với physicsworld.com rằng điều này mang tới cho dụng cụ một số tiện lợi kĩ thuật so với maser thông thường Một tiện lợi là bước sóng của các vi sóng có thể được điều chỉnh rất chính xác bằng cách thay đổi dễ dàng hiệu điện thế đặt vào hòn đảo Điều này không giống như maser thông thường, chúng tạo ra vi sóng ở bước sóng ổn định bởi các mức năng lượng của các nguyên tử hay phân tử thành phần
Dụng cụ đó chỉ yêu cầu hiệu điện thế một chiều để hoạt động – không giống như maser thông thường, chúng yêu cầu một nguồn cung cấp tần số vô tuyến ngoài Kết quả là toàn bộ hệ maser có thể rất nhỏ và phát sinh rất ít nhiệt Điều này khiến cho nó tương đối dễ hoạt động ở nhiệt độ gần 1 K, ở nhiệt độ đó nhôm là chất siêu dẫn
Theo Astafiev, maser đó có thể sử dụng để chế tạo các nguồn vi sóng điều chỉnh được và các bộ khuếch đại tích hợp trên các chip silicon Những dụng cụ như thế có thể dùng cho nghiên cứu động lực học phân tử và những tính chất khác của vật chất Ông cũng tin rằng maser đơn nguyên tử có thể dùng làm nguồn phát photon kết hợp trong máy tính lượng tử trên cơ sở các bit lượng tử (qubit) siêu dẫn Thật vậy, đội nghiên cứu NEC-RIKEN đã và đang chế tạo các qubit từ những hòn đảo siêu dẫn nhỏ xíu kể từ năm 1999
Hamish Johnston (physicswrld.com, 5/10/2007)
Trang 12Máy dò hạt vật lí có thể phát hiện cháy rừng
Ngọn lửa cháy rừng đã nổi cơn thịnh nộ trên khắp đất nước Hi Lạp từ tháng
6 đến tháng 9, làm thiệt mạng ít nhất 64 người, tiêu hủy 679 000 acre đất và, theo các viên chức tài chính Hi Lạp, nó đã gây ra thiệt hại ước tính 1,6 tỉ đô la Cách tốt nhất ngăn ngừa những thảm họa như thế là phát hiện ngọn lửa càng sớm càng tốt sao cho chúng có thể được dập tắt trước khi chúng lan rộng đến mức không kiểm soát được Nay Vladimir Peskov thuộc CERN và Antonino Zichichi thuộc Trung tâm Enrico Fermi ở Rome, Italia, đã cải tiến một máy dò hạt vật lí năng lượng cao để trực tiếp nhận dạng ngọn lửa, và khẳng định nó nhạy hơn các máy dò thương mại tốt nhất đến 1000 lần (arXiv:0709.2819v1)
Thông thường các vệ tinh có thể nhìn thấy những ngọn lửa bao phủ diện tích chừng 30 acre hay rộng hơn, và những ngọn lửa nhỏ hơn thường có thể được nhận ra bằng các máy quét khói, chúng tìm kiếm ánh sáng tán xạ bởi các hạt khói trong các chùm hồng ngoại Nhưng vào những ngày nhiều gió, khi khói bị phân tán, hay khi ngọn lửa đang ở trong tình trạng mới phát của chúng, chỉ có những phương pháp chắc chắn là những máy dò phát hiện lửa một cách trực tiếp Để tránh ngọn lửa xáo trộn với ánh sáng Mặt Trời, những máy dò này phải nhạy với ánh sáng cực tím có bước sóng ngắn hơn 185 nm, chúng bị hấp thụ trong lớp ozone nhưng lại được phát
và một dây anôt điện thế cao chạy qua chính giữa Khi một photon tử ngoại phát ra
từ ngọn lửa chạm tới catôt, nó tạo ra một electron sau đó gia tốc về phía anôt Trên
Trang 13đường đi của nó, electron đó chạm với các electron khác thoát ra khỏi các nguyên tử trong hơi, và các electron này quay sang làm ion hóa thêm nhiều nguyên tử, cuối cùng gây ra một cơn “mưa” electron Cơn mưa này tạo ra một xung dòng điện ở anôt được ghi nhận bởi các thiết bị điện tử bên ngoài dưới dạng một tín hiệu lửa
Tiêu chuẩn Liên minh châu Âu cao nhất của máy dò là “loại 1”, yêu cầu một máy dò có thể nhận ra ngọn lửa 30 cm3 ở khoảng cách 25 m Pesko và Zichichi khẳng định máy dò của họ có thể phát hiện ngọn lửa từ cái bật lửa thuốc lá ở 30 m
và – dựa trên số xung mỗi 10 giây – nhạy hơn 1000 lần so với các máy dò lửa hiện
có trên thị trường Ngoài ra, thời gian phản ứng của nó chỉ có vài micro giây, khiến
nó thích hợp cho việc phát hiện, ví dụ, tia lửa điện trên bể chứa dầu hay tia sét Các nhà nghiên cứu nói rằng máy dò đó sẽ không đắt hơn 100 bảng Anh mỗi chiếc, tương đương với giá của các máy dò khác, và có khả năng sản xuất hàng loạt và sử dụng trên các mạng tháp để theo dõi các vùng cháy rừng
Peskov và Zichichi vừa chứng minh dụng cụ của họ với nhà chế tạo máy dò lửa Finsecur ở Houilles, Pháp, và Maier ở Milano, Italia Christophe Bonazzi, giám đốc Finsecur nói với physicsworld.com rằng ông không sẵn sàng tài trợ cho việc phát triển dự án đó vào lúc này, nhưng sẽ hứng thú chế tạo máy dò của Peskov và Zichichi nếu như họ cải tiến nó thêm nữa
Jon Cartwright (physicsworld.com, 7/10/2007)
Các nhà nghiên cứu nếp gấp nhận giải Ig Nobel
Giải Ig Nobel vật lí năm nay được trao cho Lakshminarayanan Mahadevan thuộc đại học Harvard ở Mĩ và Enrique Cerda Villablanca tại Universidad de Santiago de Chile cho nghiên cứu tiên phong của họ về “nền vật lí nếp gấp” Giải thưởng hàng năm này do tạp chí hài The Annals of Improbable Research trao tặng
và tôn vinh những nghiên cứu “ban đầu khiến cho người ta cười và sau đó khiến người ta suy nghĩ” Mặc dù lí thuyết của họ mang lại cái nhìn sâu sắc vào nguyên nhân tại sao các tấm rèm lại treo theo một kiểu nhất định, nhưng đôi nghiên cứu không đưa ra được giải pháp nào để da chúng ta thôi bị gấp nếp khi chúng ta già đi – một đột phá sẽ mang lại cho họ nhiều danh tiếng và tiền của hơn
Mahadevan và Cerda Villablanca được tôn vinh cho một loạt bài báo công bố trên vài tập san có uy tín Trong bài báo đầu tiên của họ (Nature 419 579), nhà toán học Mahadevan và nhà vật lí Cerda Villablanca đã xét hiệu ứng nếp gấp của một tấm đàn hồi bị kéo căng và có thể tìm thấy một tập hợp quy luật tỉ lệ cho bước sóng
và biên độ gấp
Sau đó, đôi nghiên cứu tập trung khảo sát sự gấp nếp của những tấm đàn hồi mỏng với một phạm vi chiều dài và dạng hình học (Phys Rev Lett 90 074302) và suy ra được lí thuyết tổng quát của sự gấp nếp xảy ra trên một phạm vi kích thước
Trang 14dài Họ cũng tìm được một tập hợp quy luật tỉ lệ đơn giản có thể làm cơ sở cho việc đặc trưng hóa tính chất cơ của những màng rắn mỏng
Trong bài báo thứ ba (PNAS 101 1806), đôi nghiên cứu xét hiện tượng xảy ra khi một tấm đàn hồi đẳng hướng, phẳng rơi lên một vật ba chiều Quy luật tỉ lệ mà
họ tìm được phù hợp với quan sát thường thấy của các tấm rèm, và họ cho rằng kết quả của họ có thể dẫn đến “những chỉ dẫn định tính cho thiết kế thời trang và hình động thực tại ảo”
Lễ trao giải Ig Nobel 2007 tại trường đại học Harvard
Lễ trao giải Ig Nobel vật lí có mặt hai người từng đoạt giải Nobel: Roy Glauber đến từ đại học Harvard, và Robert Laughlin đến từ đại học Stanford
Giải Ig Nobel được thành lập năm 1991 và lễ trao thưởng năm 2007 đã được
tổ chức vào hôm 5/10 tại trường đại học Harvard Chủ đề của lễ kỉ niệm năm nay là
“chicken”, với người dẫn chương trình chủ đạo Doug Zonker lặp lại từ “chicken” trong hai phút thật kì quái, cùng với các biểu đồ kĩ thuật
Michael Banks (physicsworld.com, 5/10/2007)
Trang 15Giải Nobel công nhận các nhà tiên phong GMR
Giải thưởng Nobel Vật lí năm 2007 đã được trao chung cho Albert Fert ở trường Université Paris-Sud, Pháp, và Peter Grünberg thuộc Forschungszentrum Jülich ở Đức cho “khám phá ra hiện tượng từ trở khổng lồ” Khám phá của họ, do hai nhà vật lí thực hiện độc lập nhau vào năm 1988, dẫn tới sự phát triển ngoạn mục số lượng dữ liệu có thể lưu trữ trên các ổ đĩa cứng máy tính Fert và Grünberg cùng chia số tiền thưởng tổng cộng 10 triệu krone Thụy Điển (khoảng 1,5 triệu đô la)
Từ trở khổng lồ, hay GMR, là sự thay đổi đột ngột điện trở xảy ra khi một chất gồm các lớp kim loại từ tính và phi từ tính xen kẽ nhau đặt trong một từ trường
đủ cao Đặc biệt, điện trở trở nên thấp hơn nhiều nếu như sự từ hóa ở các lớp lân cận
là song song nhau, và cao hơn nhiều nếu như chúng là đối song Sự thay đổi này ở điện trở là do các electron “spin up” và “spin down” bị tán xạ khác nhau ở từng lớp
GMR từ đó đã được sử dụng để phát triển các đầu đọc cực kì nhỏ và nhạy dùng cho các ổ đĩa cứng từ tính Các đầu đọc này này cho phép từng bit dữ liệu được lưu trữ trong những vùng nhỏ hơn nhiều ở trên đĩa, nâng cao dung lượng lưu trữ lên rất nhiều Các đầu đọc thương mại đầu tiên dựa trên GMR do IBM tung ra vào năm 1997 và GMR ngày nay là một công nghệ chuẩn tìm thấy ở hầu hết máy vi tính trên khắp thế giới và còn được sử dụng trong một số camera kĩ thuật số và máy hát MP3
Trong nghiên cứu ban đầu của Grünberg, ông và nhóm của ông nghiên cứu một hệ ba lớp sắt/chromium/sắt biểu hiện sự giảm điện trở 1,5% Fert và các đồng
sự, trái lại, nghiên cứu hệ nhiều lớp sắt/chromium trong đó điện trở giảm gần 50%
“Các màng này thoạt đầu rất khó hiểu, nhưng hóa ra chúng có tầm quan trọng thực tiễn rất lớn”, Tony Bland – nhà vật lí đến từ trường đại học Cambridge – nói
“Chúng đã đặt nền tảng cho mật độ thông tin rất lớn của các ổ đĩa thương mại Chúng cũng đặt nền tảng cho nền vật lí mới, ví dụ như từ trở chui hầm (TMR), công nghệ spin và công nghệ cảm biến mới Dấu hiệu cho thấy GMR đã trở thành một công nghệ cũ và hiện nay người ta hứng thú với TMR cho công nghệ tương lai”
Trang 16TMR gây ra sự biến thiên điện trở rõ rệt hơn trong những lĩnh vực áp dụng nhỏ so với tìm thấy trong các dụng cụ GMR
Albert Fert sinh năm 1938 ở Carcassone, Pháp, và nhận bằng tiến sĩ vật lí từ trường Université Paris-Sud, Orsay, Pháp Hiện nay ông là giám đốc khoa học của CNRS/Thales Unité Mixte de Physique, Orsay Peter Grünberg sinh năm 1939 ở Pilsen (nay thuộc cộng hòa Czech) và là công dân Đức Ông lấy bằng tiến sĩ vật lí từ Technische Universität Darmstadt, Đức
Grünberg, người giữ bằng phát minh về GMR, ban đầu đăng kí bài báo của ông trước Fert một chút, nhưng bài của Fert được công bố trước tiên “Nhưng trong khi Fert có thể mô tả mọi cơ sở vật lí, thì Grünberg lập tức nhìn thấy tầm quan trọng công nghệ của nó”, Bland nói
Hamish Johnston, Jon Cartwright (physicsworld.com, 9/10/2007)
Ông chủ CERN bác bỏ các tin đồn thất thiệt về LHC
Robert Aymar, tổng giám đốc CERN, đã bác bỏ các tin đồn cho rằng một loạt
bộ nối điện bị khóa tại Máy Va chạm Hadron Lớn sẽ làm trì hoãn ngày khai trương chính thức của máy gia tốc vào tháng 5/2008 Viết trên bản tin CERN tuần này, Aymar phát biểu rằng trục trặc chỉ liên quan tới một phần trăm nhỏ của các bộ nối điện và “mọi việc sẽ đâu và đấy” nhằm đưa máy gia tốc mới vào hoạt động
Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) là một vành đai 27 km dọc theo đó các chùm proton gia tốc bằng hàng trăm nam châm siêu dẫn, nhóm thành 8 phân khu và được làm lạnh với helium lỏng Để ngăn không cho cường độ chùm tia giảm sút, chùm tia phải cảm ứng một dòng điện “gương” với một ít điện trở ở các thành, một khả năng yêu cầu dòng điện liên tục chạy qua Nhưng vì các phân khu rút lại khoảng
10 m tổng cộng nên khi làm lạnh xuống nhiệt độ vận hành 1,9 K của chúng, các mối nối giữa các bộ phận trong phân khu phải được mang lại bởi các sợi đồng dễ trượt hay các mođun “cắm trong” (PIM)
Tuy nhiên, vào tuần thứ nhất của tháng 8, các PIM trong “phân khu 7-8” cảu LHC không dãn nở thích hợp khi phân khu được làm cho ấm lên từ nhiệt độ vận hành – một thủ tục thỉnh thoảng cần thiết trong quá trình hoạt động lâu dài của máy gia tốc Việc này khiến cho PIM bị oằn vào không gian dành cho chùm tia
Để thấy quy mô vấn đề, các kĩ thuật viên CERN nhanh chóng đặt những bộ truyền vô tuyến nhỏ xíu nằm trong những lớp vỏ có thể gởi xuống các ống chân không chứa PIM Nếu những bộ truyền này, hơi nhỏ hơn quả bóng bàn một chút,
Trang 17gặp phải sự cản trở, thì chúng sẽ không thể truyền tín hiệu tới một trong các máy theo dõi chùm positron đặt mỗi 50 m trong các ống
Những lời đồn đại – lan truyền rộng rãi trên các blog internet – phát sinh sau khi nhà lãnh đạo dự án LHC Lyn Evans tổ chức hội thảo chuyên đề vào hôm 13/9 với cán bộ CERN, trong đó ông đã xem xét lại vấn đề PIM và đề xuất giải pháp kĩ thuật cho nó Nhiều blog khẳng định rằng LHC thực ra có thể bị trì hoãn và lần chạy
dữ liệu đầu tiên có thể bị đẩy lùi sang năm 2009
Nhưng theo phát biểu của Aymar, xuất hiện vào hôm thứ hai, đó chỉ là một trong nhiều vấn đề được báo trước trong khi chuẩn bị vận hành cỗ máy “Từ trước tới giờ, không hề có dấu hiệu gì sẽ hoãn cả”, Aymar nói “Chúng ta có thể trông đợi LHC sẽ mang lại cơ sở vật lí đầu tiên của nó vào năm 2008”
Phát biểu với physicsworld.com, Evans nói rằng kĩ thuật phát hiện tắc nghẽn cho thấy chỉ có 6 trong số 450 PIM trong phân khu 7-8 bị hỏng, và hiện chúng đang được sửa chữa “Nếu như tất cả PIM bị ảnh hưởng, nó sẽ là một vấn đề nghiêm trọng”, ông nói “Bây giờ, chúng ta biết nó chỉ là một số nhỏ, và chúng ta đã có thể thoải mái hơn nhiều”
Evans cũng nói rằng một tin đồn khác, cho rằng LHC có trục trặc trong việc cấp đủ helium-4 cho việc làm lạnh, là hoàn toàn vô căn cứ Ông giải thích rằng LHC
có hai nhà thầu cung cấp helium, nhưng nó cũng có hai nhà thầu dự phòng trong trường hợp gặp trục trặc
Jon Cartwright (physicsworld.com, 9/10/2007)
Trang 18Hiệu ứng Stern-Gerlach biểu hiện đối xứng gương
Các nhà vật lí ở Thụy Sĩ và Trung Quốc vừa tìm ra một cách – ít nhất là trên
lí thuyết – tách một chùm phân tử theo tính đối xứng gương của chúng Kĩ thuật bao gồm việc cho các phân tử đi qua ba chùm laser khác nhau, và tương tự như hiệu ứng Stern-Gerlach nổi tiếng, nhờ đó một chùm nguyên tử đi qua một từ trường bị tách thành hai phần theo trạng thái spin của các nguyên tử (Phys Rev Lett 99
130403)
Các phân tử đối xứng gương tồn tại ở một trong hai cấu trúc là ảnh qua gương của nhau, thường được mô tả là các phần “thuận phải” và “thuận trái” Đối xứng gương có thể rất quan trọng trong y học, vì một phân tử thuốc thuận phải có thể mang lại hiệu ứng sinh học, còn phân tử thuận trái thì không chẳng hạn Kết quả
là một số lượng lớn nỗ lực đã và đang hướng tới việc phát triển các phương pháp sắp xếp các phân tử theo tính đối xứng gương của chúng
Một đặc điểm quan trọng của các phân tử đối xứng gương là chúng có thể phản ứng khác nhau khi phơi sáng Nay Christoph Bruder và Yong Li tại trường đại học Basel cùng với Chang-Pu Sun thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Hoa vừa trình bày cách tách các phần đối xứng gương của phân tử bằng “chuyển tiếp Rabi”
có thể xảy ra khi một phân tử phơi ánh sáng laser Những chuyển tiếp như thế xảy ra khi một chùm laser làm cho phân tử dao động giữa hai mức năng lượng ở tần số tương ứng với tần số của ánh sáng laser
Kĩ thuật của họ sử dụng một phân tử đối xứng gương với ba chuyển tiếp Rabi khả dĩ ở ba tần số laser khác nhau Hai trong số các chuyển tiếp phải giống hệt nhau đối với các phân tử thuận phải và thuận trái, nhưng chuyển tiếp thứ ba sẽ có độ lệch pha 180 độ giữa dao động xảy ra ở hai phần đối xứng gương của nhau
Theo tính toán của đội nghiên cứu, nếu những phân tử này đều định hướng theo kiểu giống nhau và rồi gửi trực tiếp vào ba chùm tia laser, thì độ lệch pha sẽ làm cho các phân tử thuận phải bị lệch tất nhiên nhiều hơn các phân tử thuận trái Hơn nữa, hướng lệch sẽ phụ thuộc vào một trong hai trạng thái spin – up hay down –
mà phân tử ở trong đó Kết quả là các phân tử sẽ sắp xếp thành bốn nhóm theo tính đối xứng gương và spin: right-up, right-down, left-up và left-down
Trong khi một số phân tử có thể có hệ ba mức phù hợp, nhưng Bruder nói với physicsworld.com rằng thí nghiệm đó đang gây thách thức vì một vài lí do sau Một mặt, nó yêu cầu ba laser hoạt động ở ba tần số rất đặc biệt Đồng thời, các phân tử sẽ phải rất lạnh cho hiệu ứng có thể đáng kể và các phân tử phải định hướng trước theo một kiểu đặc biệt
Mặc dù những khó khăn này có nghĩa là kĩ thuật đó sẽ có khả năng không dẫn đến phương pháp thực tế tách các phân tử thật sự, nhưng Bruder hi vọng rằng các nhà vật lí thực nghiệm sẽ nêu ra được cách xác nhận tính toán của đội nghiên cứu
Hamish Johnston (physicsworld.com, 10/10/2007)
Trang 19Laser vén màn bí mật một loại trật tự từ tính mới
Một loại trật tự từ tính mới trong đó moment từ của một chất bị đông lạnh nối đuôi nhau thành những xoáy nhỏ xíu đã được phát hiện bởi các nhà nghiên cứu
ở Đức và Thụy Sĩ Đội nghiên cứu nói rằng hướng của các xoáy này – thuận và ngược chiều kim đồng hồ - có thể thay đổi bằng một sự kết hợp nhất định của điện trường và từ trường Kết quả là trật tự đó có thể sử dụng để chế tạo một loại dụng
cụ lưu trữ dữ liệu mới và rất bền (Nature 449 702)
Hiệu ứng đó, gọi tên là toroid sắt từ, phát hiện thấy ở chất oxide LiCoPO4 bởi các nhà vật lí Bas Van Aken và Manfred Fiebig ở Viện Max-Born tại Berlin cùng với các nhà hóa học ở trường đại học Geneva
Đội nghiên cứu phát hiện thấy chất đó chứa các vùng (hay domain) trong đó tất cả các xoáy này hoặc là thuận hoặc là ngược chiều kim đồng hồ Mỗi xoáy không lớn hơn nhiều so với khoảng trống giữa các nguyên tử trong mạng tinh thể và kích thước cực nhỏ của chúng phân biệt chúng với các xoáy lớn hơn nhiều (và không có liên quan) đã từng thấy ở những đĩa chất từ tính
Các domain được phát hiện bằng một kĩ thuật gọi là sự phát điều hòa thứ cấp trong đó chùm laser chiếu lên mẫu vật sẽ gấp đôi tần số khi nó đi qua Khi chùm tia chạm tới domain toroid sắt từ định hướng theo chiều ngược với domain liền kề, một phần chùm tia bị lệch pha 180 độ Nghiên cứu ánh sáng rời khỏi mẫu vật, các nhà nghiên cứu nhận thấy các vùng giao thoa tăng cường và triệt tiêu, xác nhận các domain sắp thẳng hàng đối nhau như thế, và do đó, toroid sắt từ đang có mặt
Theo lí thuyết, hướng của các xoáy có thể đảo lại bằng cách sử dụng kết hợp điện trường và từ trường Do đó, đội nghiên cứu tin rằng toroid sắt từ có thể dùng trong các thiết bị lưu trữ dữ liệu với các domain thuận và ngược chiều kim đồng hồ biểu diễn cho các bit dữ liệu 0 và 1 Vì cả điện trường lẫn từ trường đều cần để làm đảo một xoáy, nên các bit như thế sẽ ít bị đảo bởi từ trường nhiễu hơn so với các bit sắt từ truyền thống
Toroid sắt từ là hiệu ứng trật tự “ferroic” mới nhất được khám phá Các ferroic khác là sắt từ, tức là trật tự tự phát của các moment từ theo một hướng; dòng sắt từ, sự phân cực điện tự phát của chất; và đàn hồi sắt từ, là sức căng tự phát trên chất liệu
Jon Cartwright (physicsworld.com, 12/10/2007)