BẢN TIN VẬT LÍ THÁNG 9 2010

WWW.THUVIENVATLY.COM

Bản Tin Vật Lý
Tháng 9 - 2010

© Thư Viện Vật Lý
www.thuvienvatly.com

Tháng 9 năm 2010

Nội dung: Trần Nghiêm –
Biên tập: Trần Triệu Phú –
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.

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

Trang 1


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

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

Trang 2


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

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

Trang 3


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.

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

Trang 4


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.
Nguồn: New Scientist

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

Trang 5

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.

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

Trang 6


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.

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.

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 Phi thuyền ExoMars sẽ bay trên quỹ đạo cách
bề mặt Hỏa tinh 400 km và sẽ có một camera
chúng ta nghiên cứu sâu hơn câu hỏi quan
ghi lại các ảnh 3D phân giải cao và sẽ có
hút khi chúng được phát hiện ra. Thiết bị

thể tập trung vào những chi tiết có sức thu
thứ năm trên tàu là một camera góc rộng đa
Bản Tin Vật lý tháng 9-2010 – Thuvienvatly.com

Trang 7


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

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

Trang 8


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

Trang 9


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.
Nguồn: physicsworld.com

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

Trang 10

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

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 11


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

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

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 12


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

Trang 13


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.
Nguồn: New Scientist

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

Trang 14


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

Trang 15

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

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

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.
Nguồn: physicsworld.com

Trang 16

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
phép họ làm chủ tốt hơn tình trạng bệnh tật
của mình.
Bộ phận chính của dụng cụ trên là quang
phổ kế Raman, nó có thể nhận ra các hợp
Bản Tin Vật lý tháng 9-2010 – Thuvienvatly.com

chất hóa học bằng cách đo xem ánh sáng
laser hồng ngoại gần tán xạ như thế nào khi
tiếp xúc với các phân tử. Ý tưởng sử dụng
quang phổ kế Raman để đo hàm lượng
đường trong máu được đề xuất lần đầu tiên
cách đây 15 năm trước, bởi Michael Feld
tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT).
Mặc dù Feld đã qua đời hồi tháng 4 năm
nay, nhưng đội của ông hiện đang hiện
thực hóa tầm nhìn của ông.
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 17


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

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

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”.
Nguồn: physicsworld.com

Trang 18


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

Trang 19


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

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

Trang 20


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

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

Trang 21

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).

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

Ảnh: ICTP Photo Archive

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 22


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

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

"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”.
Nguồn: physicsworld.com

Trang 23


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

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 24