10 sự kiện vật lý năm 2016
Việc khám phá ra sóng hấp dẫn và nghịch lý về con mèo của Schrödinger đều có mặt trong danh sách những thành tựu vật lý của năm 2016 do tạp chí Physics World bình chọn.
Con mèo của nhà vật lý Schrödinger ở hai trạng thái sống và chết cùng một thời điểm
Việc khám phá thành công sóng hấp dẫn, được dự đoán bởi lý thuyết hấp dẫn của A. Einstein cách đây 100 năm, là kết quả nghiên cứu tại Đài Quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser LIGO, thu hút sự tham gia của các nhà khoa học tại 80 viện nghiên cứu trên toàn thế giới. LIGO điều khiển một vài phòng thí nghiệm trên thế giới, nơi có những tia laser chạy dọc các “cánh tay” giao thoa kế rất dài (vài km), để cố gắng ghi nhận được sự co dãn cong vênh của không – thời gian khi sóng hấp dẫn đi qua. Cuối cùng, họ đã phát hiện ra các tín hiệu đầu tiên được sinh ra từ vụ sáp nhập hai lỗ đen trong vũ trụ sớm xảy ra cách trái đất hơn một tỷ năm ánh sáng.
“Những ghi nhận về sóng hấp dẫn của LIGO, đặc biệt là trong một khoảng thời gian tương đối ngắn ngủi là sự thật không thể tin nổi”, Hamish Johnston, biên tập viên của Physics World, đánh giá. “Những quan sát này đã đem lại bằng chứng trực tiếp đầu tiên của sự tồn tại của các lỗ đen, vì vậy LIGO đã thay đổi sự nhìn nhận của chúng ta về vũ trụ”.
Theo Physics World, chín sự kiện còn lại là:
Con mèo của Schrödinger: Nghịch lý nổi tiếng trình bày ý tưởng về con mèo ở trong một cái hộp có thể đồng thời ở hai trạng thái sống và chết. Kịch bản này được nhà vật lý Schrödinger thiết kế ra để minh họa một vài nguyên lý trong thế giới kỳ lạ của cơ học lượng tử. Đây là một ví dụ của sự chồng chập lượng tử, nơi các hạt có thể ở hai trạng thái khác nhau cùng một lúc. Một nhóm gồm các nhà nghiên cứu Pháp – Mỹ đã sáng tạo hai lỗ hổng vi sóng (các hộp cộng hưởng), còn các con mèo được tái hiện bằng số lượng lớn các hạt photon và chứng minh “con mèo” có thể ở trong hai vị trí riêng rẽ cùng một thời điểm.
Compact “đo trọng lực”: Các nhà khoa học ĐH Glasgow đã thiết kế một máy đo trọng lực nhỏ gọn, không tốn nhiều kinh phí nhưng có thể thực hiện các phép đo chính xác trọng lực trái đất. Thiết bị này có thể được sử dụng trong việc thăm dò khoáng sản, xây dựng công trình dân dụng và giám sát quá trình hoạt động của núi lửa.
Hàng xóm gần: Các nhà vật lý thiên văn đã khám phá ra bằng chứng về một hành tinh đá trong khu vực có thể có sự sống của Proxima Centauri, ngôi sao gần nhất hệ mặt trời của chúng ta. Thế giới xa lạ mang tên Proxima b này lớn gấp 1,3 lần trái đất và theo lý thuyết thì có thể có nước ở dạng lỏng trên bề mặt hành tinh.
Rối lượng tử: Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã sáng tạo và đo đạc một hiệu ứng là rối lượng tử giữa hai kiểu khác biệt của ion – một nguyên tử tích điện hoặc phân tử. Sự khám phá này có thể giúp người ta hình dung con đường hướng tới các máy tính lượng tử siêu nhanh.
Vật liệu mơ ước: Các nhà khoa học đã đo được một tính chất gọi là sự khúc xạ âm trong vật liệu graphene đầy hứa hẹn. Khúc xạ âm có thể được sử dụng để xây dựng các hình thức của thiết bị quang học như các thấu kính siêu chính xác.
Đồng hồ hạt nhân: Các nhà vật lý Đức đã dò ra được một sự chuyển tiếp khó nắm bắt trong nguyên tố thorium -229 có thể cho phép phát triển thành một “đồng hồ hạt nhân” có độ ổn định hơn các loại đồng hồ nguyên tử thông thường vẫn được sử dụng ngày nay.
Thấu kính kinh ngạc: Một nhóm các nhà khoa học ở ĐH Strathclyde (Scotland) đã làm ra thấu kính hiển vi mới mang tên Mesolens, có sự kết hợp độc đáo giữa trường nhìn rộng và độ phân giải cao.
Tính toán nhanh: Các máy tính lượng tử có thể dự báo một cuộc cách mạng công nghệ nhưng các nhà khoa học phải vượt qua nhiều rào cản trước khi họ có thể làm ra các thiết bị về “thế giới thật”. Năm 2016, các nhà nghiên cứu Áo đã sử dụng một máy tính lượng tử để mô phỏng [các trạng thái] vật lý nhằm miêu tả sự tương tác cơ bản giữa các hạt hạ nguyên tử – một sự phát triển đáng kể trong lĩnh vực này.
Động cơ tí hon: Một nhóm các nhà nghiên cứu tại ĐH Mainz (Đức) đã thiết kế và chế tạo một động cơ nhiệt chỉ dựa trên duy nhất một nguyên tử. Động cơ này có khả năng quy đổi nhiệt độ bằng một ion calcium ở trong một ống hình phễu đến động cơ cơ khí.
Thanh Nhàn dịch
TS. Phùng Văn Đồng hiệu đính
Nguồn: http://www.bbc.com/news/science-environment-38302759
