7 kết quả thí nghiệm làm ‘tẩy não’ nhà vật lí

Từ phản vật chất kì lạ cho đến những nghiên cứu thắt nút ánh sáng, vật lí học đã làm sáng tỏ một số mặt ma quái của thế giới của chúng ta. Dưới đây là 7 trong số những khám phá “tẩy não” nhất trong thời gian gần đây.

Súp nóng quark-gluon

Vào tháng 2 năm 2010, các nhà khoa học tại Máy Va chạm Ion Nặng Tương đối tính thuộc Phòng thí nghiệm Brookhaven ở Mĩ công bố họ đã tạo ra một món “súp quark-gluon” trong đó các proton và neutron vỡ ra thành những viên gạch cấu trúc của chúng – quark và gluon.

Cần những va chạm cực mạnh của các nguyên tử vàng trong máy gia tốc mới thu được nhiệt độ cần thiết – khoảng 4 nghìn tỉ độ Celsius. Những điều kiện này nóng gấp 250.000 lần nhiệt độ tại tâm của mặt trời và tương đương với nhiệt độ ngay sau lúc ra đời của vũ trụ. Chúng là nhiệt độ nóng nhất từng đạt tới ra trên Trái đất.

Những bộ ba hạt bất ngờ

Sử dụng các nguyên tử lithium, các nhà khoa học đã tái tạo một biểu tượng toán học cổ từng được nhìn thấy tận hồi thế kỉ thứ hai trong tác phẩm nghệ thuật Phật giáo Afghanistan. Biểu tượng đó, gọi là vòng Borromean, miêu tả ba cái vòng nối lại với nhau. Nếu lấy ra một vòng bất kì, thì cả ba vòng sẽ rời nhau.

Các nhà vật lí dự đoán rằng các hạt vật chất sẽ có thể tạo ra sắp xếp giống như thế này, nhưng chưa có ai từng thu được nó. Mãi 40 năm sau khi dự đoán nó mới được hiện thực hóa và được công bố vào tháng 12 năm 2009.

Ánh sáng bẻ cong vật chất

Trong khi vật chất bẻ cong ánh sáng là chuyện dễ thấy – chỉ việc nhìn qua lăng kính thì biết – nhưng hiếm ai thấy ánh sáng làm bẻ cong vật chất. Nhưng các nhà khoa học đã nhìn thấy điều đó trong một thí nghiệm báo cáo hồi tháng 3 năm 2010. Các nhà nghiên cứu đã lắp ráp những dải ruy băng phẳng từ hạt nano – những mảnh vật chất nhỏ xíu chỉ dài vào cỡ phần tỉ của một mét – trong một phòng thí nghiệm tối.

Sau đó, khi dải ruy băng được mang ra ánh sáng, chúng cuộn lại thành xoắn ốc. Các kết quả có thể giúp các kĩ sư thiết kế ra những loại thiết bị quang học và điện tử học mới.

Nam châm bay

Sự nhiệt hạch – sự hợp nhất của các hạt nhân nguyên tử xảy ra bên trong các ngôi sao – là một mục tiêu đã được tìm kiếm bấy lâu nay trên Trái đất. Nếu các nhà khoa học có thể đạt tới nó, thì nó có thể mang lại một nguồn năng lượng mạnh với ít sự tác động tiêu cực đối với môi trường.

Các nhà khoa học đã tiến thêm một bước gần hơn đến mục tiêu này vào tháng 1 năm 2010 khi họ công bố đã chế tạo ra một nam châm bay tạo ra một số điều kiện được cho là cần thiết cho sự nhiệt hạch. Bằng cách cho một nam châm khổng lồ hình xuyến lơ lửng trong không khí, các nhà nghiên cứu đã có thể điều khiển sự chuyển động của một chất khí cực nóng gồm những hạt tích điện chứa bên trong buồng phía ngoài nam châm. Mật độ của chất khí này gần với cái cần thiết cho sự nhiệt hạch hạt nhân, các nhà nghiên cứu cho biết.

Hạt phản vật chất mới

Bằng cách cho các hạt lao vào nhau ở gần tốc độ ánh sáng bên trong một cỗ máy va chạm nguyên tử, các nhà khoa học đã tạo ra một loại vật chất chưa từng được trông thấy trước đây: phản hypertriton.

Hạt này có nhiều đặc điểm hết sức lạ. Thứ nhất, nó không phải là vật chất bình thường, mà là phản vật chất, nó phân hủy mất mỗi khi nó tiếp xúc với vật chất bình thường. Thứ hai, phản hypertriton là cái được gọi là hạt “lạ”, nghĩa là nó chứa một viên gạch cấu trúc hiếm gọi là quark lạ, quark này không có mặt trong proton và neutron cấu tạo nên những nguyên tử bình thường.

Thí nghiệm được tiến hành tại Máy Va chạm Ion Nặng Tương đối tính tại Brookhaven ở New York. Các kết quả được công bố vào tháng 3 năm 2010.

Nút ánh sáng

Ánh sáng có lẽ truyền đi theo đường thẳng, nhưng thỉnh thoảng nó bị xoắn lại thành nút. Vào tháng 1 năm 2010, các nhà nghiên cứu báo cáo đã sử dụng một hologram điều khiển bằng máy tính để làm xoắn những chùm ánh sáng laser thành hình bánh thừng. Những hologram đó được đặc biệt tạo ra để chiếu ánh sáng theo những hướng và hình dạng nhất định.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một lĩnh vực toán học gọi là lí thuyết knot để nghiên cứu những vòng ánh sáng thu được. Những xoắn ánh sáng này, gọi là xoáy quang học, có thể có ứng dụng cho các dụng cụ laser trong tương lai.

Sự vướng víu ma quái

Một trong những dự đoán kì lạ nhất của lí thuyết cơ học lượng tử là các hạt có thể trở nên bị “vướng víu” để rồi dù cho chúng bị chia cách bao xa trong không gian, khi có một tác động lên một hạt thì hạt kia sẽ phản ứng ngay tức thì.

Vào tháng 6 năm 2009, các nhà khoa học công bố đã đo được sự vướng víu ở một loại hệ mới – hai cặp hạt dao động ở xa nhau. Những thí nghiệm trước đây đã làm vướng víu những tính chất nội tại của các hạt, ví dụ như các trạng thái spin, nhưng đây là lần đầu tiên các nhà khoa học làm vướng víu hình ảnh chuyển động, đó một hệ tương tự với thế giới hàng ngày, to lớn hơn.

Theo LiveScience