Thiền mang đến Tuệ. Tuệ sáng đưa Tâm thiện lan tỏa muôn nơi. Tuệ Tâm VH - Lan tỏa yêu thương.

Phát hiện chấn động: 2 thí nghiệm đồng thời xác nhận chiều không gian thứ 4

Theo hiểu biết hiện tại, con người chúng ta chỉ có thể trải nghiệm thế giới này theo ba chiều không gian (3D) và một chiều thời gian. Nhưng đầu năm 2018, các nhà khoa học tại 2 phòng thí nghiệm vật lý độc lập đã đồng thời xác nhận sự tồn tại của chiều không gian thứ 4.

2 nhóm các nhà vật lý đã tiến hành thí nghiệm trên hai hệ thống 2D đặc biệt, một với các nguyên tử được làm siêu lạnh và một với các hạt ánh sáng. Cả 2 thí nghiệm cho ra 2 kết quả tưởng chừng khác nhau nhưng lại bổ trợ cho nhau về việc xuất hiện “hiệu ứng lượng tử Hall” trong không gian 4D.

2 thí nghiệm này có ý nghĩa quan trọng đối với khoa học cơ bản, hoặc thậm chí cho phép các kỹ sư tiếp cận với vật lý học đối với các chiều không gian cao hơn từ thế giới 3D của chúng ta hiện nay. Kết quả của nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Nature danh tiếng ngày 3/1/2018.

Hiệu ứng Hall cổ điển và hiệu ứng Hall lượng tử là gì?

Hiệu ứng Hall cổ điển là một hiệu ứng vật lý trong đó người ta áp dụng từ trường vuông góc lên một bản làm bằng kim loại hay chất bán dẫn hay chất dẫn điện nói chung (thanh Hall) đang có dòng điện chạy qua. Lúc đó người ta nhận được hiệu điện thế (hiệu thế Hall) sinh ra tại hai mặt đối diện của thanh Hall. Tỷ số giữa hiệu thế Hall và dòng điện chạy qua thanh Hall gọi là điện trở Hall, đặc trưng cho vật liệu làm nên thanh Hall. Hiệu ứng này được khám phá bởi Edwin Herbert Hall vào năm 1879.

Hiệu ứng Hall cổ điển (ảnh: Youtube)

Hiệu ứng Hall lượng tử (Quantum Hall Effect – QHE) từng là đề tài của một số giải Nobel (giải Nobel vật lý năm 1985 với hiệu ứng Hall lượng tử số nguyên – Integer Quantum Hall Effect, giải Nobel vật lý năm 1998 với hiệu ứng Hall lượng tử phân số – Fractional Quantum Hall Effect).

Hiệu ứng Hall lượng tử xảy ra ở những lớp dẫn điện rất mỏng về cơ bản có bản chất 2D. Khi những vật liệu 2D (ví dụ các tấm graphene) được làm lạnh xuống gần không độ tuyệt đối và chịu một từ trường mạnh, sự dẫn điện của nó bị lượng tử hóa và chỉ có thể biến thiên theo những bước rời rạc. Hiệu ứng Hall lượng tử là một tính chất chung của các chất dẫn điện 2D và có thể nhìn thấy ở nhiều vật liệu đa dạng – thậm chí khi các mẩu chất bị mất trật tự.

Độ dẫn điện Hall (độ dẫn đo thẳng góc với dòng điện-transverse conductivity) bị gián đoạn lượng tử hoá theo đơn vị e2/h (màu đỏ). Đường sóng phía dưới là độ trở dọc (longitudinal resistivity) (màu xanh). (ảnh: NobelPrize.Org/tiasang.com.vn)

Hiệu ứng Hall lượng tử xảy ra với không gian bốn chiều

Trong khi hiệu ứng Hall lượng tử không xảy ra ở các vật liệu 3D, thì vào năm 2001, hai nhà vật lý Shou-Cheng Zhang, Jiangping Hu tại Đại học Standford, Hoa Kỳ và Đại học Thanh Hoa, Bắc Kinh, Trung Quốc đã dự đoán hiệu ứng này có thể xảy ra trong các hệ 4D. Nhưng hiện nay, con người cũng như các thiết bị khoa học và kỹ thuật của con người mới chỉ xác định được không gian ba chiều, nên ý tưởng của hai nhà khoa học này vẫn chỉ là lý thuyết… mãi cho đến bây giờ.

Giáo sư Mikael Rechtsman tại Đại học quốc gia Pennsylvania, Hoa Kỳ và các đồng sự đã xây dựng hệ hiệu ứng Hall lượng tử 4D từ một ma trận 2D của các bộ dẫn sóng quang học. Bộ dẫn sóng là những ống không gian kín được khắc qua một miếng thủy tinh bằng một laser mạnh (xem hình dưới). Bằng cách thận trọng bố trí các bộ dẫn sóng thành ma trận, nhóm đã tạo ra “các chiều tổng hợp” bổ sung giả lập một vật liệu 4D.

Trong hệ của họ, ánh sáng giữ vai trò của dòng điện và nhóm các nhà khoa học đã chứng minh được rằng sự truyền ánh sáng qua mạng giống hệt như trong một hệ hiệu ứng Hall lượng tử 4D.

Ma trận các ống dẫn sóng quang học mô phỏng hiệu ứng lượng tử Hall 4D (ảnh: physicsworld.com)

Trong khi đó, tại Viện Quang học Lượng tử Max Planck ở Munich, Đức, Giáo sư Immanuel Bloch và các đồng sự tạo ra các chiều tổng hợp giống như vậy bằng cách sử dụng một ma trận 2D của các nguyên tử cực lạnh bị bẫy bằng các chùm laser giao nhau. Nhóm của Bloch bắt đầu với một ma trận vuông đồng đều của các nguyên tử. Sau đó họ bật các chùm laser bổ sung trong mặt phẳng ma trận, chúng nằm lệch ngoài trục đối xứng của ma trận. Cách này tạo ra một siêu mạng phức tạp trong đó các nguyên tử chuyển động như được mô tả bởi hiệu ứng Hall lượng tử 4 chiều.

Mô phỏng hệ thống thí nghiệm của Immanuel Bloch về hiệu ứng lượng tử Hall 4D (ảnh: physicsworld.com)

Đối với vật lý [hiện tại], chúng ta không có hệ thống không gian 4D, nhưng chúng ta có thể tiếp cập với các vấn đề vật lý về hiệu ứng lượng tử Hall 4D thông qua hệ thống ít chiều không gian hơn vì hệ thống nhiều chiều không gian hơn bị mã hóa trong các kiến trúc phức tạp”, Giáo sư Mikael Rechtsman, Đại học Pensnavenia, tác giả của một trong 2 báo cáo trả lời phỏng vấn cho hay.

Tôi nghĩ rằng hai thí nghiệm đẹp đẽ này bổ sung cho nhau,” Michael Lohse từ Đại học Ludwig-Maximilians, Đức nói về phát hiện mới này. Theo nghĩa đơn giản nhất, nhóm thứ hai của các nhà khoa học đang xem xét hiệu ứng 4D trên bề mặt lớn của một hệ thống vật lý, trong khi nhóm đầu tiên đang xem xét các hiệu ứng trên các cạnh của cùng một hệ thống.

Về ý nghĩa của nghiên cứu này, Lohse hy vọng hệ thống của ông thậm chí có thể hỗ trợ việc nghiên cứu các vấn đề vật lý rộng hơn nữa, chẳng hạn như lực hấp dẫn lượng tử và bán kim loại Weyl. Trong khi đó, Rechtsman nghĩ rằng hệ thống của ông có thể giúp tạo ra các thiết bị quang tử khác tận dụng lợi thế của nhiều chiều không gian hơn, hoặc có thể các nhà khoa học khác sẽ tìm thấy các hiệu ứng tương tự trong loại vật liệu khác:

“Chúng ta có thể tiến đến lý thuyết vật lý mới trong các chiều không gian cao hơn và sau đó thiết kế các thiết bị tận dụng lợi thế vật lý của chiều không gian cao hơn trong các chiều không gian thấp hơn.” Rechtsman nói. “Có một câu hỏi khác về việc liệu các vật liệu rắn với các phần tử đơn vị phức tạp thật sự có các chiều không gian ẩn giấu này hay không, và liệu lý thuyết vật lý [hiện nay] của chúng ta có thể được lý giải trong lý thuyết vật lý có chiều không gian cao hơn, điều trước đây không thể tiếp cận được. Liệu điều này có thể cho chúng ta hiểu biết mới về các pha của vật chất với các thù hình mới?”

Thiện Tâm tổng hợp – trithucvn.net

Comments are closed.

Tin tức liên quan

  • Làm cha mẹ cần biết: Nói cho con điều gì quan trọng nhất trong đời

    0
    28/01/2020
    Từ khi một đứa trẻ oa oa cất tiếng khóc chào đời, tới khi trưởng thành nên người, có quá nhiều điều các bậc làm cha mẹ cần biết để nuôi dạy con mình nên người. Nhưng dẫu làm gì, vĩ đại hay bình thường, điều quan trọng nhất vẫn là quá trình của sinh mệnh. 10 câu dưới đây là món quà tuyệt vời hơn cả nhà cao cửa rộng, của cải tích cóp mà phụ huynh cần dành cho con cái mình.
    Xem chi tiết
  • Cha mẹ thời đại kỹ thuật số – Lời cảnh báo nghiêm khắc dành cho chúng ta

    0
    21/01/2020
    Trong vòng 20 năm qua, xét ở phương diện đời sống vật chất, xã hội Việt Nam đã có quá nhiều thay đổi. Trong gia đình tôi bây giờ, các anh chị em và các cháu lớn đã tốt nghiệp trung học phổ thông ai cũng dùng điện thoại thông minh (Smart Phone). Bố mẹ tôi tuy không dùng điện thoại dạng này nhưng vẫn dùng điện thoại di động để liên lạc khi cần. Trong ngôi nhà ngói của gia đình tôi ở quê cũng có cả wifi với đường truyền tốc độc cao. Ở làng, gần như 100% thanh niên dùng điện thoại di động và có lẽ đến quá nửa dùng điện thoại thông minh. Nhìn cảnh đấy, khó có ai ngờ làng tôi chỉ có điện dùng vào năm 1996 và tôi, một trong những đứa trẻ của làng may mắn sớm được vào học đại học chỉ biết đến bàn phím máy tính khi đã 18 tuổi.
    Xem chi tiết
  • Trong gia đình chớ nói 3 lời như đau đớn như kim châm

    0
    14/01/2020
    Thành viên trong gia đình là những người thân thiết nhất trên đời, nhưng không có nghĩa là có thể thích gì nói nấy. Nhiều khi, những câu nói tùy tiện lại khiến người thân cảm thấy đau đớn như kim châm.
    Xem chi tiết
  • 13 lời khuyên du lịch cuối năm cho các đại gia đình

    0
    07/01/2020
    Tết đến xuân về là thời điểm tất cả các thành viên gia đình quây quần tụ họp. Tuy vậy, ngày nay chúng ta có xu hướng đi du lịch thay vì tự chuẩn bị bữa cơm ở nhà. Cuối năm là dịp cao điểm, vậy nên đi du lịch với một đại gia đình 8-20 người không phải là nhiệm vụ đơn giản. Nếu không chuẩn bị kỹ lưỡng, rất có thể chuyến đi của bạn sẽ chuyển từ cảm xúc tận hưởng sang căng thẳng. Dưới đây là 15 lời khuyên giúp chuyến du lịch của bạn dễ thở hơn.
    Xem chi tiết
  • Gia đình bất hòa, vì sao trẻ lớn lên khó xây dựng mối quan hệ lành mạnh?

    0
    31/12/2019
    Khi trẻ em lớn lên trong một gia đình bất hòa, chúng gặp khó khăn trong việc tạo dựng các mối quan hệ lành mạnh khi trưởng thành. Khi xung đột trở thành cơm bữa, trẻ sẽ quen với việc sống trong lo lắng và sợ hãi. Đứa trẻ học cách giữ im lặng (không nói về các trải nghiệm của mình) bởi vì cảm thấy quá nguy hiểm khi lên tiếng hoặc chỉ trích hành vi của ai đó.
    Xem chi tiết

Tin tức mới nhất

  • KHÁNH THÀNH CẦU ĐĂNG KHOA 1 – 2 – 3 (CẦU TUỆ TÂM 174 – 175 – 176)

    0
    18/01/2021
    Xã hội ngày càng khó khăn, áp lực cuộc sống cũng như kinh tế như đang dậm chân tại chỗ do dịch Covid bùng nổ. Nhiều người bị mất việc, nhiều công ty rơi vào tình thế tiến thoái lưỡng nan.... Hạnh phúc biết bao khi trong tình hình như hiện nay xung quanh ta vẫn luôn có những người Thầy, người Bạn và những cuốn Sách. Đó là ba báu vật trong suốt cuộc đời của một con người.
    Xem chi tiết
  • KHỞI CÔNG XÂY CẦU VIỆT PHÚ (CẦU TUỆ TÂM 190) TẠI LONG AN

    0
    17/01/2021
    Lan tỏa yêu thương, trải rộng lòng nhân ái đến thật nhiều những hoàn cảnh khó khăn, thật nhiều phận người kém may mắn là tôn chỉ mà Quỹ Thiện Nguyện Việt Phú luôn hướng tới. Không chỉ tài trợ những cây cầu được nhóm Tuệ Tâm VH kết nối, Quỹ Thiện Nguyện Việt Phú còn luôn quan tâm và chăm sóc tất cả những nhân tố liên quan đến công việc xây cầu như tặng quà cho những gia đình khó khăn, hỏi thăm những anh em trong đội thi công, tặng quà cho các em học sinh, giải đáp và tháo gỡ các thắc mắc của người dân cũng như lãnh đạo địa phương …. Bất cứ cây cầu nào Quỹ Thiện Nguyện Việt Phú tài trợ, bà con và lãnh đạo địa phương nơi đó đều thấy thật ấm lòng.
    Xem chi tiết
  • KHỞI CÔNG XÂY CẦU HIỆP ĐỨC (CẦU TUỆ TÂM 189) TẠI TIỀN GIANG

    0
    13/01/2021
    Đâu nhất thiết chúng ta có thật nhiều chúng ta mới cho đi, đâu phải chỉ người giàu, dư giả rồi mới đi giúp người khác. Tất cả chúng ta, không kể giàu nghèo, địa vị xã hội, vùng miền nào đi chăng nữa, chỉ cần chúng ta có một trái tim nồng ấm, đập nhịp đập của lương tâm biết đồng cảm, sẻ chia, đó là lúc chúng ta được thôi thúc khởi tâm từ hỷ xả từ bi. Của cho không bằng cách cho, với một tình cảm rộng lớn, sự thiết tha hết lòng thì ý nghĩa của việc làm thiện lành nhân lên trăm ngàn lần.
    Xem chi tiết
  • KHỞI CÔNG XÂY CẦU TÂN AN (CẦU TUỆ TÂM 188) TẠI LONG AN

    0
    11/01/2021
    Bên cạnh lòng biết ơn, tình yêu thương thì lòng trắc ẩn của mỗi người trong chúng ta là những duyên lành, những chủng tử thiện giúp chúng ta sống một kiếp người đầy ý nghĩa và đáng sống. Vì sâu thẳm bên trong mỗi người lòng trắc ẩn luôn là những mầm thiện lành nhờ những nhân duyên mà trổ hoa, kết trái. Trong hành trình kết nối, lan tỏa yêu thương, nhóm Tuệ Tâm VH có cơ hội được gặp, được làm việc, được đồng hành cùng những bông hoa của lòng biết ơn, của tình yêu thương, của lòng trắc ẩn. Những bông hoa đẹp thi nhau đua nở trên mảnh đất lan tỏa yêu thương.
    Xem chi tiết
  • KHỞI CÔNG XÂY CẦU TỪ THIỆN THÔNG KIM (CẦU TUỆ TÂM 187) TẠI LONG AN

    0
    11/01/2021
    Cuộc sống là một cuộc hành trình hoàn thiện bản thân, học tập trau dồi, vượt qua những chông gai, thử thách. Để từ đó con người ta trưởng thành hơn, vững vàng hơn. Không chỉ dừng lại sự tiến bộ của chính mình, mà nâng cao một bước nữa là mở rộng lòng bác ái, yêu thương. Biết trân quý cuộc sống, biết yêu thương những người xung quanh, biết sẻ chia những cảnh đời cần giúp đỡ. Từ đó cuộc sống sẽ nở hoa với tất cả mọi người, cộng đồng thêm tươi mới, xã hội thêm thăng hoa.
    Xem chi tiết