CÂU CHUYỆN KHOA HỌC 120

(ĐC sưu tầm trên NET)

 

Các nhà thiên văn học tìm ra phần còn thiếu của vật chất trong vũ trụ

Khám phá trạng thái mới của vật chất

19/08/2019 07:18 -

Một nhóm nghiên cứu vật lý đã khám phá ra một trạng thái mới của vật chất – một đột phá có khả năng làm tăng thêm năng lực lưu trữ của các thiết bị điện tử và gia tăng khả năng tính toán lượng tử.

“Nghiên cứu của chúng tôi thành công ở chỗ tìm ra bằng chứng thực nghiệm cho một trạng thái mới của vật chất – siêu dẫn topo,” Javad Shabani, một trợ lý giáo sư vật lý ở trường đại học New York nói. “Trạng thái topo mới này có thể điều khiển theo nhiều cách để tăng tốc độ tính toán trong điện toán lượng tử và tăng cường khả năng lưu trữ”.

Khám phá này, được tường thuật trên arXiv, được thực hiện với sự tham gia của Igor Zutic tại trường đại học Buffalo và Alex Matos-Abiague tại trường đại học liên bang Wayne.

Công trình tập trung vào điện toán lượng tử - một phương pháp có thể tạo ra các tính toán với các tốc độ nhanh hơn một cách đáng kể so với điện toán thông thường. Đạt được điều này bởi các máy tính thông thường xử lý các bit số trong hình thức 1 và 0 trong khi các bit máy tính lượng tử (qubits) lập bảng bất kể giá trị nào giữa 0 và 1, nâng năng lực và tốc độ xử lý dữ liệu theo hàm mũ.

Trong nghiên cứu này, Shabani và đồng nghiệp đã phân tích một chuyển pha của trạng thái lượng tử từ trạng thái thông thường của nó sang trạng thái topo, đo đạc lớp chắn năng lượng giữa các trạng thái này. Họ bổ sung điều này bằng việc đo đạc một cách trực tiếp các đặc tính của quá trình chuyển pha theo thứ tự của tham số chi phối pha siêu dẫn topo mới.

Tại đây, họ tập trung vào câu hỏi về các hạt Majorana, vốn là các phản hạt của chính nó – các chất với cùng khối lượng nhưng với điện tích trái dấu. Các nhà khoa học đã thấy giá trị trong các hạt Majorana bởi tiềm năng của chúng trong việc lưu trữ thông tin lượng tử trong một tính toán đặc biệt khi thông tin lượng tử được bảo vệ khỏi tiếng ồn môi trường. Dẫu vậy, không có vật chủ tự nhiên nào cho các hạt này, vẫn được biết đến với tên gọi hạt fermion Majorana. Kết quả, các nhà nghiên cứu đã thấy những nền tảng kỹ thuật, các hình thức mới của vật chất – trong đó có thể tiến hành được các tính toán lượng tử đó.

“Khám phá mới về tính siêu dẫn topo trong một nền tảng hai chiều đã mở đường cho một cách xây dựng các qubit topo có khả năng mở rộng không chỉ để lưu trữ thông tin lượng tử mà còn điều khiển được các trạng thái lượng tử không xảy ra lỗi”, Shabani nói.

Anh Vũ dịch

Nguồn: https://phys.org/news/2019-08-scientists-state.html

Chiếc "đĩa" này dù bé tí teo nhưng chẳng ai nhấc được lên và bên dưới nó ẩn chứa một sự thật khiến ai cũng phải bất ngờ

J.D, Theo Helino 11:28 21/08/2019

Bên dưới chiếc đĩa này là một thành tựu lớn của khoa học thế kỷ 20, mà chẳng ai nghĩ là họ làm được.

• Tiết lộ những bí ẩn lạ lùng về hố đen
• Bị chồng sắp cưới phản bội, mất luôn khoản tiền dành dụm cả đời của bố mẹ, cô dâu trẻ như rơi vào hố sâu của tuyệt vọng
• Bé trai suýt mất mạng vì thọt lỏm xuống hố ga, bố mẹ đi ngay bên cạnh cũng không kịp phản ứng

Đi sâu trong lục địa phía Tây nước Nga, bước vào địa phận quận Pechengsky, bạn sẽ tìm thấy một vật thể hình chiếc đĩa rất nhỏ bé nằm ngay trên mặt đất. Nó được làm từ bê tông và kim loại, đường kính khoảng 22cm thôi.

Dù vậy bạn sẽ chẳng cách nào nhấc nó lên được đâu. Bởi lẽ đó thực chất là một cái nắp kim loại được khoan xuống mặt đất, và thứ nó đang che đậy bên dưới là cái hố sâu hơn 12 cây số - một con số kỷ lục, hơn cả nơi sâu nhất đại dương là đáy vực Mariana.
Cái hố này có tên "Kola Superdeep Borehole" (tạm dịch: Lỗ khoan siêu sâu Kola). Và sự tồn tại của nó chẳng liên quan gì đến câu chuyện dầu mỏ và khí đốt, mà đơn giản chỉ là thứ các nhà khoa học tạo ra khi... rảnh, nhằm tìm hiểu xem lõi Trái đất có gì.

Hố Kola còn sâu hơn đáy vực Mariana (10,9km)

Thành tựu lớn của khoa học
Các nhà khoa học Liên Xô đã bắt đầu đào cái hố này vào thập niên 1970, để tìm hiểu thành phần bên trong vỏ Trái đất.
"Sự thực là hiểu biết của chúng ta về những thứ nằm ngay dưới chân còn ít hơn phía bên kia của Hệ Mặt trời," - Hank Green, chuyên gia khoa học của kênh SciShow chia sẻ.

Trong vòng 24 năm kể từ khi bắt đầu đào bới, dự án này liên tục bị bỏ dở, rồi lại tiếp tục. Mọi chuyện cứ thế trôi qua, và đến năm 1994 cái hố đã sâu được hơn 12km, và chính thức lập được kỷ lục hố sâu nhất con người đào được cho đến tận ngày nay. Quan trọng hơn, nó được thực hiện trong giai đoạn công nghệ chưa phát triển như ngày nay, và điều đó khiến cho kỷ lục này còn ấn tượng hơn nữa.
Vấn đề là cái hố này mang lại những gì? "Rất nhiều đấy," - Green cho biết.
Đầu tiên là về con số: 12km. Các nhà khoa học khi đó cũng chẳng dám tin nó là sự thật, cho đến khi họ tận mắt chứng kiến thành tựu của mình. Khi xuống đến 7km, họ tìm ra các hóa thạch siêu nhỏ của hơn 24 loài đơn bào, và thu được những viên đá có niên đại 2,7 tỉ năm tuổi, và từ đây mang lại rất nhiều kiến thức thú vị.
Tại sao không đào sâu hơn? 
Lý do cũng nằm ở chính những viên đá này! Chúng trở thành những thách thức thực sự mà khoa học đã không thể vượt qua. Đơn giản là vì ở độ sâu ấy, nhiệt độ của đá rơi vào khoảng 180^oC, mức nhiệt độ mà công nghệ thời đó không thể vượt qua được. Vậy nên, dự án bị bỏ ngỏ, cái hố được đậy lại bằng chiếc đĩa bê tông và nó vẫn như vậy kể từ năm 1994.
Hiện tại cũng chưa rõ liệu sẽ có ai nối tiếp công trình này hay không, chỉ biết rằng trải qua hơn 25 năm nó vẫn đang bỏ ngỏ. Nhưng bạn biết đấy, chẳng ai nói trước được điều gì trong tương lai.

Tham khảo: Science Alert

Bí ẩn gợn sóng không – thời gian lỗ đen lạ gửi đến trái đất

21-08-2019 - 08:41 AM | Khoa học

(NLĐO)- Một lỗ đen cực xa xôi làm chấn động vũ trụ từ 900 triệu năm trước, để rồi làm lan tỏa một gợn sóng không – thời gian bí ẩn đến trái đất hiện đại.

Các nhà khoa học đã xác định được một sự kiện kỳ lạ bậc nhất vũ trụ nhờ vào tín hiệu kỳ lạ mà 2 đài quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser LIGO (đặt tại Mỹ) và Virgo (đặt tại Ý) cùng bắt được: những gợn sóng không – thời gian.
Trong những công bố mới nhất, nhóm nghiên cứu đứng đầu bởi Đại học Quốc gia Úc (AUN) cho biết họ đã lần theo những gợn sóng không – thời gian và phát hiện nó bắt nguồn từ vụ lỗ đen nuốt sao neutron cách chúng ta đến 8.550 triệu nghìn tỉ km.

Lỗ đen và sao neutron - ảnh đồ họa từ NASA

Sao neutron là phần lõi còn lại của những ngôi sao già sụp đổ, mang siêu năng lượng. Nó rất nhỏ, rộng chỏ khoảng 20 km nhưng là vật cực kỳ dày đặc, có thể nặng bằng nửa triệu lần trái đất và nóng trên 1 triệu độ.
Theo các lý thuyết được chứng minh, sau một thời gian dài như vô tận, sao neutron có thể sụp nổ lần nữa và hóa hành một lỗ đen. Có thể nói, lỗ đen gây ra các gợn sóng không – thời gian dội đến tận trái đất đã "ăn" một vật thể tương tự với nó nhưng trẻ trung hơn.
Không loại trừ khả năng đó là một siêu lỗ đen nuốt một lỗ đen nhỏ hơn.
Là 2 vật thể mang siêu năng lượng, lỗ đen nuốt sao neutron thật sự là sự kiện "kinh thiên động địa", vì vậy mới có thể truyền đi những gợn sóng không - thời gian đến một hành tinh xa xôi như trái đất của chúng ta.
Đó cũng là một vụ gửi tín hiệu xuyên thời gian. Bởi cho dù chúng ta chỉ mới vừa nhận được các gợn sóng, sự kiện thực sự đã xảy ra tận… 900 triệu năm về trước.
Giáo sư Susan Scott, người đứng đầu nghiên cứu ví lỗ đen xa xôi kia như Pac-man, sinh vật hình cầu trong một game phát hành vài thập kỷ trước, ăn mọi thứ.

A. Thư (Theo Scientific American, Daily Mail)

Khoa học cùng với bé: Toán học được phát minh như thế nào?

Chia sẻ

Dân trí Tất cả chúng ta sinh ra đều đã có khả năng hiểu được các phép toán. Các con vật cũng có khả năng hiểu được các phép toán ở một mức độ nào đó.

Trong lịch sử, nhiều nền văn hóa đã phát minh ra toán học phục vụ cho công việc như là để hiểu được các nhóm và các mối quan hệ, chia sẻ thức ăn, quan sát thiên văn và các kiểu thời tiết theo mùa, v.v. Rất có thể có các dạng toán học trước đây đã từng có những nhóm người hiểu được mà chúng ta lại không hề biết.

Nhấn để phóng to ảnh

Có nhiều nền văn hóa bản địa áp dụng lịch thời gian, cách đo đếm và quan niệm về con số khác nhau phù hợp với nhu cầu của riêng họ, nhưng có một số thứ mà các nền văn hóa đều quan niệm giống nhau, ví dụ như cách đếm chẳng hạn.
Toán học ở mỗi nền văn hóa được phát triển vào những thời điểm khác nhau.
Người Hy Lạp không sử dụng số học giống hệt như cách chúng ta sử dụng ngày nay, nhưng họ lại cực kì giỏi về hình học. Chắc hẳn bạn đã từng nghe nói về Pitago, nhưng bạn có biết về nhà nữ toán học tên là Hypatia không? Bà là một giáo viên và nhà văn tuyệt vời, rất giỏi giải thích những khái niệm phức tạp bằng những lời lẽ dễ hiểu. Điều đáng tiếc là bà đã bị xử tử do có những ý tưởng tiến bộ.
Không phải nền văn hóa nào cũng có số 0
Người La Mã là những kĩ sư tài ba nhưng họ lại rất kém về hệ thống con số. Họ thậm chí còn không biết đến số 0.
Hệ thống chữ số của người Ấn Độ cổ đại đã có số 0, nhưng trước đó rất lâu thì người Maya ở Trung Mỹ và người Babilon ở I-rắc đã biết đến số 0 rồi. Các nhà toán học A-rập cổ đại không chỉ biết đến số 0 mà còn phổ biến ý tưởng về đại số từ sau thế kỉ IX.
Thời Trung Cổ ở châu Âu, người ta cho rằng phân số là dạng toán học khó nhất trên đời. Còn vào thế kỉ XVI, người ta lại thấy các số âm cực kì khó hiểu, họ thậm chí còn gọi số âm là các con số “sai”, số “ngu xuẩn”.
Chữ số và các dạng toán học luôn tồn tại, chỉ chờ con người khám phá
Có rất nhiều hệ thống chữ số. Những hệ thống mà bạn biết đã được phát triển qua nhiều thế kỉ và ngày nay chúng ta vẫn tiếp tục tạo ra thêm nhiều hệ thống nữa. Nhưng phần nhiều trong số nền toán học của chúng ta ngày nay là dựa vào một hệ thống gọi là hệ “thập phân”, tức là nó hoạt động theo tuần tự từ 1 đến 10 (và có thể nguồn gốc là do ban đầu người ta dùng 10 ngón tay để đếm). Ngoài ra còn có các hệ số đếm khác, ví dụ như hệ nhị phân (2 số), hệ thập lục phân (16 số).
Nghe có vẻ phức tạp nhưng thật ra chúng chỉ khác nhau ở cách tổ chức các con số. Các con số thì lúc nào cũng vẫn là nó, chỉ chờ con người khám phá và sắp xếp chúng theo các cách khác nhau.
Qua thời gian, con người ở các nền văn hóa khác khau nhận ra các cách sắp xếp và mối liên hệ giữa các nhóm con số và họ phát triển ra các hệ thống toán học từ những con số này.
Phá vỡ quy tắc
Có rất nhiều quy tắc toán học, nhưng chúng đều dựa trên việc nhận diện các dạng và xem xem có cái gì luôn luôn tuân theo dạng đó hay không. Hãy thử xem xét hai phương trình sau:
3 x 2 = 6
2 x 3 = 6
Có thể bạn đã biết rằng 3 x 2 hay là 2 x 3 thì cũng đều cho ra kết quả là 6, đúng không nào? Đây chính là một “qui tắc” toán học gọi là luật giao hoán trong phép nhân.
Nhưng nếu như có một hệ toán học nào đó mà quy tắc này không áp dụng được thì sao? Quả đúng là có một loại toán gọi là “ma trận”, được tìm ra vào thế kỉ XIX, sẽ cho ra một kết quả khác tùy thuộc vào cách bạn nhân.
Vì sao lại có người muốn làm cách đó? Hóa ra dạng toán này lại rất có ích cho nhiều lĩnh vực, trong đó có vận tải hàng không và kĩ thuật hàng không.
Nếu bạn yêu thích và chịu khó học toán, bạn cũng có thể trở thành một nhà toán học nổi tiếng, tìm ra nhiều dạng toán hơn nữa và sáng tạo ra thêm các quy tắc toán học, và đặt tên cho nhiều từ ngữ toán học mới.
Khoảng 100 năm trước, nhà toán học Edward Kasner đã cố tìm cách đặt tên cho một con số khổng lồ, bao gồm số 1 đứng đầu và tiếp theo là 100 số 0. Ông hỏi cậu cháu trai tên là Milton Sirotta khi đó mới 9 tuổi, và cậu bé đã gợi ý từ “googol” và ngày nay từ này là tên của số nguyên đó.

Phạm Hường 

Theo The conversation

Hiện tượng kỳ dị trên biển xảy ra đã trăm năm nhưng khoa học chưa thể giải mã!

A-A A+ ‹Đọc›

Thích tắt quảng cáo hãy nhấn nút

Hàng trăm năm qua, giới thủy thủ truyền tai nhau về một hiện tượng kỳ bí xảy ra ngoài đại dương xa thẳm: Vào ban đêm, khi đang chèo thuyền/lái tàu, thủy thủ nhìn thấy dải á‌nh dài sáng đục, màu xanh, phát sáng ở giữa vùng biển bao la. Nhiều thủy thủ thời xưa cảm thấy kinh sợ khi nhìn thấy thứ á‌nh sáng tựa "ma trơi" trên biển vào ban đêm này.

“The Milk Sea“ khiến giới thủy thủ đồn đoán rất nhiều. (Ảnh minh họa).

Vì không ai giải thích được điều này nên những người không được chứng kiến cho rằng, thủy thủ vì đói, mệt đã hoa mắt nhìn lầm.
Nhiều thế kỷ qua đi, đến thời hiện đại, giới đi biển vẫn đồn đoán về dải sáng khổng lồ, kỳ lạ chỉ xuất hiện vào ban đêm trên biển.
Điểm chung sau những sự việc này là không ai có thể giải thích được.

Tuy nhiên, nhà văn người Pháp chuyên viết truyện khoa học viễn tưởng - Jules Verne (1828 - 1905), tác giả cuốn "Hai vạn dặm dưới đáy biển" (1870), đã không bỏ qua hiện tường kỳ lạ này và ông nói nó với thuật ngữ "The Milk Sea"_ Và nó xuất hiện nhiều tại vùng Ấn Độ Dương.
135 năm sau: Giới khoa học b‌ắ_t đầu tìm hiểu thực hư
Năm 2005, một nhóm các nhà khoa học do Tiến sĩ Steven Miller thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân ở Monterey, California (Mỹ) dẫn đầu, quyết định tìm hiểu thực hư về dải sáng kỳ lạ trên biển.
Họ sử dụng dữ liệu thu thập từ các cảm biến vệ tinh để x‌á_c nhận hiện tượng "The Milk Sea" được báo cáo năm 1995 bởi một tàu buôn của Anh (là S_S. Lima) ở phía tây bắc Ấn Độ Dương.
Ngày 25/1/1995, tàu Lima báo cáo "vào một đêm không trăng, cách phía đông bờ biển Somalia 150 hải lý, thủy thủ trên tàu phát hiện á‌nh sáng trắng xanh ở đường chân trời. Sau 15 phút di chuyển, cả con tàu được dải sáng kỳ lạ bao quanh. Dải sáng khổng lồ xuất hiện làm cho con tàu đang lướt nhẹ trên một dải mây trắng_._"
Tiến sĩ Miller và các cộng sự đã sử dụng Chương trình Vệ tinh Khí tượng Quốc phòng (DMSP) và các vệ tinh quay quanh cực của nó để khám phá hiện tượng kỳ lạ mà thủy thủ đoàn của Lima mô tả.


Hình ảnh dải sáng trắng xanh được vệ tinh chụp lại.
Hình ảnh ghi lại được từ các vệ tinh cho thấy, trên vùng biển Tây Bắc Ấn Độ Dương xuất hiện dải á‌nh sáng khổng lồ, có kích thước tương đương tiểu bang Connecticut của Mỹ (diện tích 14.357 km²), trên vùng biển đêm vào đúng thời điểm mà S_S. Lima ghi lại.
Giải mã hiện tượng bí ẩn trăm năm
Sau khi khẳng định những câu chuyện mà giới thủy thủ truyền tai nhau về dải sáng khổng lồ trên biển là có thật, giới nhà khọc b‌ắ_t đầu nghiên cứu để tìm hiểu nguyên nhân của hiện tượng này.
Sau khi lấy được các mẫu nước tại vùng xuất hiện dải sáng trắng xanh khổng lồ, giới khoa học phát hiện trong các mẫu nước này có sự hiện diện của loại vi khuẩn phát quang sinh học trong nước, có tên khoa học là Vibrio harveyi.
Nghiên cứu cho thấy, vi khuẩn Vibrio harveyi khác với Dinoflagellates (loại tảo gây ra hiện tượng thủy triều đỏ): Nếu như Dinoflagellates phát ra những tia sáng ngắn thì Vibrio harveyi sinh ra loại á‌nh sáng mờ nhạt nhưng bền vững hơn.
Sở dĩ có điều này là vì vi khuẩn Vibrio harveyi sử dụng hai chất trong phản ứng hóa học để tạo ta á‌nh sáng: Một là chất luciferin hay chất tạo ra á‌nh sáng; Hai là luciferase, một loại enzyme xúc tác cho quá trình oxy hóa của luciferin, rồi tạo ra á‌nh sáng như một sản phẩm phụ.


Hình ảnh dưới kính hiển vi của vi khuẩn phát quang Vibrio harveyi.
Không giống như Dinoflagellates phát quang để tránh kẻ thù, vi khuẩn Vibrio harveyi phát quang để "săn" cá! Thứ á‌nh sáng mà loài vi khuẩn này tạo ra rất thu hút các loài cá. Khi được cá nuốt vào bụng, các vi khuẩn này này trôi vào trong ruột cá - đó là "ngôi nhà" rất yêu thích của Vibrio harveyi.
Thách thức còn bỏ ngỏ_._
Điểm khó hiểu của giới khoa học là bản thân một vi khuẩn phát quang có á‌nh sáng rất mờ nhạt, và để tạo được dải á‌nh sáng khổng lồ như thế, phải cần đến hàng chục tỷ tỷ con vi khuẩn tập trung lại với nhau. Việc vi khuẩn tập trung lại với nhau với mật độ dày bất thường như vậy, khoa học vẫn chưa giải thích được rõ ràng.
Tiến sĩ Miller nhận định, với hệ thống vệ tinh hiện đại hơn rất nhiều thời nay, ông hy vọng, những vùng biển phát quang sẽ được vệ tinh ghi lại nhiều hơn nữa, điều này tạo cơ hội cho các nhà sinh vật có được câu trả lời dứt khoát hơn đằng sau cảnh tượng kỳ lạ này!