Thành tựu khoa học, công nghệ thế giới trong tháng 1 năm 2016

Theo các định luật vật lý, một vật không thể tồn tại ở hai nơi trong cùng một thời điểm. Tuy nhiên, trong công bố ngày 23/12 trên tạp chí Nature, nhóm nghiên cứu đứng đầu là tiến sĩ Mark Kasevich đã chứng minh một đám mây nguyên tử rubidium có thể tồn tại ở hai trạng thái xếp chồng, hay nói cách khác nó bị lượng tử hóa.

Trạng thái lượng tử thường chỉ xảy ra trong các hạt hạ nguyên tử như electron, cho phép chúng tồn tại trong hai trạng thái lượng tử tại cùng một thời điểm với khoảng cách nhỏ cỡ một nguyên tử. Ở cấp độ vĩ mô, thí nghiệm của Kasevich và các đồng nghiệp cho thấy có thể tạo ra trạng thái lượng tử ở khoảng cách 54 cm.

The  Tech Times, các nhà khoa học tại Đại học Standford, California, Mỹ, sử dụng kỹ thuật giao thoa nguyên tử xung ánh sáng để phát hiện các nguyên tử thông qua phổ laser. Họ tạo ra một đám mây từ 10.000 nguyên tử rubidium ở dạng ngưng tụ Bose - Einstein, có đường kính vài mm. Sử dụng tia laser, họ bắn vào đám mây để đưa nó lên độ cao 10 m. Tại độ cao này, các đám mây tạo ra hai trạng thái trong vài giây trước khi rơi xuống. Hai trạng thái được phát hiện cách xa nhau 54 cm. Sự xếp chồng trạng thái này kéo dài trong một giây trước khi tia laser đưa chúng trở lại là một.

"Kết quả này đã đưa hiện tượng xếp chồng lượng tử lên cấp độ vĩ mô, chứng minh tính chất lượng tử có thể tồn tại ở thang không gian và thang thời gian của cuộc sống hàng ngày", các nhà nghiên cứu cho biết.

Phát hiện về sự xếp chồng của vật lý lượng tử ở cấp độ vĩ mô có thể đưa kỹ thuật dịch chuyển tức thời trở thành hiện thực. Trạng thái lượng tử mà tại đó, vật chất xuất hiện ở hai nơi cùng một thời điểm, có thể giúp gửi dữ liệu, một đối tượng hữu hình, hoặc thậm chí là con người đến địa điểm cách xa nhiều km mà không cần bất cứ liên kết ( (Tổng hợp từ chuyên mục khoa học báo điện tử vnexpress.net vào Thứ sáu, 15/1/2016) .

Khả năng phát hiện sóng hấp dẫn

Theo  Phys.org, thông tin về sóng hấp dẫn đến từ một tin nhắn trên mạng xã hội Twitter của Lawrence Krauss, nhà vũ trụ học tại Đại học Arizona, Mỹ.

"Thông tin ban đầu tôi tiết lộ về LIGO được các nguồn độc lập xác nhận. Sóng hấp dẫn có thể đã được phát hiện! Thật là thú vị", Krauss viết. Lời nhắn của Krauss có hơn 1.800 lượt bình luận.

Nếu tìm thấy sóng hấp dẫn, các nhà khoa học có thể xác nhận phần cuối cùng còn thiếu trong thuyết tương đối tổng quát mà nhà vật lý Albert Einstein đưa ra cách đây một thế kỷ.

Phát hiện sẽ mở ra một cách nhìn mới về vũ trụ. Nếu sóng hấp dẫn thực sự tồn tại ở những nơi như rìa hố đen, nó sẽ lấp đầy hiểu biết của con người về sự ra đời của vũ trụ.

Gabriela Gonzalez, phát ngôn viên của LIGO, cho biết hiện nay chưa có thông báo chính thức. "Các thiết bị của LIGO vẫn đang thu thập dữ liệu, và chúng tôi cần thời gian để phân tích, giải mã và xem xét kết quả, bởi vậy chúng tôi chưa thể chia sẻ bất kỳ điều gì",  The Guardian dẫn lời Gonzalez, giáo sư vật lý và thiên văn tại Đại học Lousiana, Mỹ.

"Chúng tôi đang xem xét các kết quả một cách cẩn trọng trước khi công bố. Đối với những thông tin quan trọng, chúng tôi lên kế hoạch nhờ các học giả xem xét trước rồi mới thông báo. Quá trình này cũng cần thời gian", Gonzalez cho biết.

Cụm thiên hà nặng gấp 500 tỷ tỷ lần Mặt Trời

Các nhà thiên văn học vừa có nghiên cứu, phân tích cụm thiên hà lớn nhất tồn tại trong thời sơ khai của vũ trụ và ước tính nó có khối lượng lớn gấp 500 tỷ tỷ lần Mặt Trời.

Theo  Science Alert, cụm thiên hà có tên chính thức là IDCS J1426.5+3508 hay viết tắt là IDCS 1426, nằm cách Trái Đất 10 tỷ năm ánh sáng. Nó ở xa đến mức ánh sáng mà các nhà khoa học phát hiện từ nó có niên đại từ thời sơ khai của vũ trụ.

"So với tất cả những cấu trúc mà chúng tôi từng quan sát, đây là thiên thể lớn nhất trong 4 tỷ năm đầu tiên của vũ trụ", nhà thiên văn học Mark Brodwin ở Đại học Missouri, Kansas, Mỹ, phát biểu trong cuộc gặp thường niên diễn ra đầu tháng 1 của Hiệp hội Vật lý thiên văn Mỹ.

Những cụm thiên hà như IDCS 1426 là các vật thể lớn nhất trong vũ trụ, gắn liền với nhau nhờ trọng lực, hình thành từ hàng trăm hoặc hàng nghìn thiên hà riêng lẻ.

IDCS 1426 được phát hiện lần đầu tiên năm 2012 thông qua Kính viễn vọng Vũ trụ Spitzer của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA). Sau đó, các nhà thiên văn tiến hành nghiên cứu cụm thiên hà bằng Kính viễn vọng Vũ trụ Hubble và Trạm quan sát Keck. Nhóm của Brodwin sử dụng Trạm thiên văn tia X Chandra để tìm hiểu nhiều thông tin hơn về cụm thiên hà.

Theo các nhà nghiên cứu, khoảng cách của IDCS 1426 có nghĩa chúng ta đang nhìn thấy cụm thiên hà khi nó còn trẻ, tương ứng với vũ trụ mới trải qua 3,8 tỷ năm. Dữ liệu mới tiết lộ khoảng 90 % khối lượng của IDCS 1426 là vật chất tối, một dạng vật chất mà con người hiểu biết rất ít.

Hình ảnh từ Chandra cho thấy có một tập hợp tia X rất sáng nằm gần trung tâm của ICDS 1426. Theo các nhà thiên văn, phần lõi nguội đặc quá mức này bị đẩy bật ra từ chính giữa cụm thiên hà, có thể do sự sáp nhập với một cụm thiên hà đang phát triển từ 500 triệu năm trước. Quá trình sáp nhập khiến cho phần lõi chuyển động hỗn loạn bên trong ICDS 1426.

"Sự sáp nhập với các nhóm và cụm thiên hà khác diễn ra phổ biến hơn trong vũ trụ thời kỳ đầu. Quá trình đó đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành nhanh chóng của cụm thiên hà trẻ", Michael McDonald, nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Massachusetts, Mỹ, cho biết.

Ngoài phần lõi tương đối lạnh, những phần khác của cụm thiên hà chứa khí gas cực nóng, khiến nhóm nghiên cứu cho rằng IDCS 1426 hình thành rất nhanh. Với lượng các nguyên tố nặng hơn hydro và heli thấp bất thường, cụm thiên hà có thể vẫn đang trong quá trình bổ sung thêm nguyên tố vào lớp khí gas nóng.

IDCS 1426 nhỏ hơn cụm thiên hà "El Gordo" được NASA phát hiện năm 2014, nhưng theo thời gian, nó có khả năng phát triển đến kích thước và khối lượng tương tự. "Xét về mặt số liệu, đây là tiền thân của El Gardo", Brodwin nhận xét.

Robot thám hiểm sao Hỏa

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) sẽ cho ra đời thiết bị thám hiểm sao Hỏa tự hành chứa đầy chất lỏng và có thể di chuyển trên bề mặt hành tinh Đỏ giống như con sâu.

·                               

Theo  Patent Yogi, Cơ quan Cấp Bằng sáng chế và Nhãn hiệu thương mại Mỹ công bố thiết kế của cỗ máy tự hành hôm 6/1. NASA miêu tả robot này là một bong bóng lớn đổ đầy chất lỏng chứa vật liệu polymer thông minh biết ghi nhớ hình dáng.

Phía ngoài bong bóng có một lớp vỏ với nhiều mấu nhô ra, cho phép thiết bị tự hành bám chắc vào bề mặt để di chuyển. Bên trong thiết bị là 4 tổ hợp van khác nhau có thể hút chất lỏng từ một khoang và bơm vào khoang khác của bong bóng.

Các van sẽ luân phiên điều khiển dòng chảy của chất lỏng theo những hướng khác nhau trong bong bóng, giúp bong bóng điều chỉnh hình dáng và kích thước ở phần cần tiến lên phía trước.

Để thiết bị tự hành di chuyển khắp bề mặt hành tinh như con sâu, phần bong bóng cũng trang bị các ống dài linh hoạt, chứa ferrofluid, loại chất lỏng có từ tính mạnh nếu ở trong từ trường và một nam châm điện có thể xê dịch. Khi nam châm điện tích năng lượng hoặc giải phóng năng lượng, ống linh hoạt sẽ kéo dài hoặc rút ngắn tương ứng theo hướng chuyển động của chất lỏng, cho phép thiết bị tự hành tiến về trước trên nền đất tựa con sâu.

Khi đáp xuống bề mặt hành tinh, các thiết bị tự hành truyền thống thường chạy trên mặt đất. Trong những môi trường nhiều cát hoặc đất mùn như trên Mặt Trăng hoặc sao Hỏa, những thiết bị này có thể bị vướng và mắc kẹt, theo NASA.

NASA cho biết robot vô định hình có thể giải quyết được vấn đề trên bởi chúng thay đổi hình dáng theo hướng chuyển động định trước, nên linh hoạt hơn trên các bề mặt và được bảo vệ tốt hơn trước chướng ngại vật. Những robot loại này rất hữu ích trong việc khám phá các khu vực trên sao Hỏa mà thiết bị tự hành hiện nay không thể đáp ứng như miệng núi lửa nhỏ và sườn đồi dốc.