 |
| Vitaly L. Ginzburg, Anthony J. Leggett và Alexei A. Abrikosov (trái qua phải) |
Vật liệu siêu dẫn được sử dụng trong kỹ thuật hình ảnh cộng hưởng từ để kiểm tra các cơ quan trong cơ thể cũng như máy giá tốc hạt trong vật lý. Hiểu biết về các chất siêu lỏng có thể giúp con người hiểu sâu hơn về những cách mà theo đó vật chất thể hiện ở trạng thái thấp nhất và trật tự nhất. Tính siêu dẫn và tính siêu lỏng đều xảy ra ở nhiệt độ rất thấp.
Ở nhiệt độ thấp (một vài độ trên độ không tuyệt đối), các kim loại nhất định cho phép dòng điện đi qua mà không có điện trở. Những vật liệu siêu dẫn như vậy cũng có tính chất thế chỗ hoàn toàn hoặc từng phần dòng từ. Vật liệu thế chỗ toàn bộ dòng từ được gọi là chất siêu dẫn loại 1 và người đưa ra lý thuyết giải thích chúng đã giành giải Nobel Vật lý 1972. Tuy nhiên, lý thuyết đó không đủ để giải thích tính siêu dẫn ở các vật liệu quan trọng nhất trong kỹ thuật, được gọi là chất siêu dẫn loại 2.
Chất siêu dẫn loại 2 cho phép tính siêu dẫn và từ tính tồn tại cùng một lúc. Chúng vẫn siêu dẫn trong trường từ tính cao. Alexei A. Abrikosov đã thành công trong việc giải thích hiện tượng này về mặt lý thuyết. Điểm xuất phát của ông là một lý thuyết liên quan tới chất siêu dẫn loại 1 của Vitaly Ginzburg và một số nhà vật lý khác. Mặc dù những lý thuyết này được đưa ra vào những năm 1950 song chúng có ý nghĩa quan trọng trong quá trình phát triển các vật liệu có tính chất hoàn toàn mới. Hiện con người có thể làm cho các vật liệu trở nên siêu dẫn ở nhiệt độ ngày càng cao và từ trường mạnh.
Helium lỏng có thể trở nên siêu lỏng, nghĩa là tính sền sền của nó biến mất ở những nhiệt độ thấp. Các nguyên tử của đồng vị hiếm 3He phải hình thành nên những cặp tương tự các cặp electron trong kim loại siêu dẫn. Vào những năm 1970, Anthony Leggett đưa ra lý thuyết quyết định, giải thích cách các nguyên tử này tương tác và được sắp đặt ở trạng thái siêu lỏng. Nghiên cứu gần đây cho thấy trật tự này bị rối loạn như thế nào. Đây là một trong những vấn đề mà vật lý cổ điển chưa giải quyết được.
Nobel là giải thưởng quốc tế đầu tiên, vinh dự nhất, được trao hàng năm theo ý nguyện Alfred Bernhard Nobel cho những cá nhân đã có đóng góp nổi bật nhất trong lĩnh vực vật lý, hoá học, tâm lý học hoặc y học; cá nhân đóng góp nhiều nhất cho hoà bình thế giới và người đã viết tác phẩm văn học xuất sắc nhất. Lễ trao giải chính thức diễn ra vào ngày 10/12 hàng năm - ngày Nobel qua đời. Tuy nhiên, tên của người giành giải thưởng được công bố vào tháng 10 bởi các tổ chức khác nhau. Nobel Y học 2003 được công bố hôm qua 6/10 và Ig Nobel hôm 2/10.
Nobel vật lý 2002
 |
| Ba nhà khoa học giành giải Nobel Vật lý 2002. |
Hai nhà khoa học Mỹ Raymond Davis và Riccardo Giacconi cùng nhà khoa học Nhật Bản Masatoshi Koshiba đã giành giải Nobel Vật lý 2002 với công trình chứng minh nguyên nhân mặt trời chiếu sáng và nghiên cứu giúp giới thiên văn có thể khám phá những nguồn tia X trong vũ trụ.
Raymond Davis và Masatoshi Koshiba cùng chia sẻ 50% số tiền thưởng. Phần còn lại thuộc về Riccardo Giacconi. David, 87 tuổi và Koshiba, 76 tuổi, được tôn vinh do khám phá ra các hạt ma hay neutrino trong vũ trụ. Neutrino là những hạt tuyệt vời, nhỏ và nhanh tới mức chúng có thể xuyên qua mọi thứ, thậm chí là cả trái đất mà không giảm tốc độ.
Davis đã tiến hành một thí nghiệm dài trên 30 năm để chứng tỏ năng lượng mặt trời không bắt nguồn từ sự phân hạt nhân mà là từ phản ứng hợp nhất hạt nhân. Ông đặt một chiếc bình khổng lồ chứa 600 tấn dung dịch ở đáy của một mỏ vàng để dò neutrino - hạt phát ra với số lượng hàng tỷ trong quá trình mặt trời tạo helium từ hydrogen. Neutrino hầu như không tương tác với vật chất và do đó rất khó dò thấy chúng.
Uỷ ban Nobel vật lý đã mô tả thí nghiệm của Davis là một thành tựu khó hơn việc tìm kiếm một hạt cát cụ thể trong sa mạc Sahara. Ông Koshiba đã tiếp tục con đường nghiên cứu của Davis bằng cách chế tạo một chiếc máy dò neutrino và đã bắt giữ được 12 hạt ma quý giá này. Nó có nguồn gốc từ một ngôi sao xa, đang nổ tung - vụ nổ siêu tân tinh. Khám phá này giúp giới khoa học hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của các phản ứng hạt nhân trong mặt trời đồng thời khẳng định lý thuyết: phản ứng hạt nhân là nguồn năng lượng của mặt trời.
Giacconi, 71 tuổi, đã khám phá ra các nguồn tia X vũ trụ. Cách đây một vài thập niên, giới khoa học cho rằng vũ trụ là cân bằng và di chuyển chậm chạp. Tuy nhiên, sự thật không phải vậy. Vũ trụ hiện được coi là một nơi dữ dội, nơi các vụ nổ năng lượng cao, kéo dài chưa tới 1 giây, có thể làm nát vụn hành tinh và thổi bay bề mặt của các vì sao; nơi các lỗ đen siêu lớn ẩn nấp và mạnh tới mức ánh sáng không thể thoát khỏi chúng. Con người hẳn là không thể biết được điều này nếu không có ngành thiên văn tia X - môn khoa học tìm kiếm nguồn tia X trong phổ năng lượng phát ra từ không gian sâu. Nhóm nghiên cứu của ông đã chứng minh vũ trụ tràn ngập dạng bức xạ này.
(Minh Sơn - Tổng hợp)
