Atto giây nhanh đến đâu?
Giải Nobel Vật lý 2023 được trao cho ba nhà khoa học với nghiên cứu về atto giây, có thể mang đến những đột phá trong điện tử và hóa học.
Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển công bố các nhà khoa học Pierre Agostini (55 tuổi), Ferenc Krausz (61 tuổi) và Anne L’Huillier (65 tuổi) là chủ nhân của giải Nobel Vật lý năm 2023, nhờ các phương pháp thí nghiệm giúp tạo ra các xung ánh sáng atto giây để nghiên cứu động lực học electron trong vật chất, lúc 16h45 ngày 3/10 (giờ Hà Nội).
Ba nhà khoa học Pierre Agostini, Ferenc Krausz, Anne L’Huillier nhận giải Nobel Vật lý 2023. (Ảnh: CNN)
Công trình của họ với laser mang lại cho giới khoa học công cụ để quan sát, thậm chí có thể điều khiển electron. Điều này có thể thúc đẩy những đột phá trong nhiều lĩnh vực như điện tử và hóa học.
| Atto giây là một phần tỷ của một phần tỷ giây. Để dễ hình dung hơn, số lượng atto giây trong một giây tương đương với số lượng giây trong suốt lịch sử 13,8 tỷ năm của vũ trụ. Theo Hans Jakob Woerner, nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich), atto giây là khoảng thời gian ngắn nhất mà con người có thể đo đạc trực tiếp. |
Khả năng hoạt động trong khoảng thời gian này rất quan trọng vì đây là tốc độ mà các electron - thành phần trọng yếu của nguyên tử - vận hành. Ví dụ, electron mất 150 atto giây để di chuyển xung quanh hạt nhân của nguyên tử hydro.
Điều này đồng nghĩa, việc nghiên cứu atto giây giúp các nhà khoa học tiếp cận với một quá trình cơ bản mà trước đó nằm ngoài tầm với. Mọi thiết bị điện tử đều chịu ảnh hưởng từ chuyển động của các electron và giới hạn tốc độ hiện nay là nano giây, theo Woerner. Nếu các bộ vi xử lý được chuyển đổi sang atto giây, việc xử lý thông tin nhanh hơn một tỷ lần có thể khả thi.
Nguyên tử gồm một hạt nhân được tạo thành từ các proton và neutron, quay xung quanh là các electron. (Ảnh: Rost-9D/Getty)
Nhà vật lý người Thụy Điển gốc Pháp Anne L'Huillier là người đầu tiên phát hiện một công cụ để mở ra thế giới atto giây. Công cụ này sử dụng laser công suất cao để tạo ra các xung ánh sáng trong những khoảng thời gian cực ngắn.
Franck Lepine, nhà nghiên cứu tại Viện Ánh sáng và Vật chất Pháp, người từng làm việc cùng L'Huillier, miêu tả công cụ giống như một thước phim được tạo ra cho các electron. Ông so sánh nó với tác phẩm của hai nhà làm phim tiên phong người Pháp - anh em Auguste và Louis Lumière - những người dựng cảnh bằng cách chụp những bức ảnh liên tiếp. Theo John Tisch, giáo sư vật lý laser tại Đại học Hoàng gia London, nó giống như một thiết bị có xung ánh sáng cực kỳ nhanh, có thể chiếu lên các vật liệu để lấy thông tin về phản ứng của chúng trong khoảng thời gian đó.
Cả ba người đoạt giải hôm qua đều từng giữ kỷ lục thế giới về xung ánh sáng ngắn nhất. Năm 2001, nhóm nghiên cứu của nhà khoa học Pháp Pierre Agostini tạo ra xung ánh sáng kéo dài chỉ 250 atto giây. Nhóm của L'Huillier vượt qua kỷ lục đó với 170 atto giây vào năm 2003. Năm 2008, nhà vật lý người Áo gốc Hungary Ferenc Krausz giảm hơn một nửa con số đó với xung 80 atto giây.
Đang giữ Kỷ lục Guinness Thế giới về xung ánh sáng ngắn nhất là nhóm nghiên cứu của Woerner với thời gian 43 atto giây. Thời gian có thể tiếp tục giảm xuống chỉ còn vài atto giây với công nghệ hiện nay, Woerner ước tính.
Các chuyên gia cho biết, công nghệ tận dụng atto giây vẫn chưa trở thành xu hướng phổ biến, nhưng tương lai có vẻ hứa hẹn. Đến nay, các nhà khoa học gần như chỉ có thể sử dụng atto giây để quan sát electron. Việc kiểm soát các electron và điểu khiển chuyển động của chúng về cơ bản vẫn chưa đạt được, hoặc chỉ mới bắt đầu trở nên khả thi, theo Woerner. Việc này có thể giúp các thiết bị điện tử trở nên nhanh hơn nhiều, đồng thời châm ngòi cho một cuộc cách mạng trong hóa học.
"Chúng ta sẽ không bị giới hạn ở những gì các phân tử làm một cách tự nhiên, mà thay vào đó có thể điều chỉnh chúng theo nhu cầu", Woerner nói. Ông cho biết thêm, "hóa học atto" có thể mang đến pin mặt trời hiệu quả hơn, hoặc thậm chí sử dụng năng lượng ánh sáng để sản xuất nhiên liệu sạch.
Ứng dụng miễn phí
Linkitty Nối hình Onet cổ điển
Nối hai hình giống nhau với tối đa hai lần rẽ, đua với đồng hồ. Màn chơi vô tận, thử thách mỗi ngày và gần 100 món đồ cho mèo con, thỏ con.
Ứng dụng miễn phí
Trikitty Ghép 3 hình dễ thương
Chạm ô trên bàn xếp nhiều lớp, đưa xuống khay 7 ô và xếp 3 hình giống nhau liền nhau để ăn. Màn nào cũng có lời giải.
Ứng dụng miễn phí
Lịch Vạn Niên Lịch âm dương Việt Nam
Xem ngày Dương lịch và Âm lịch cùng lúc, kèm can chi của năm, tháng, ngày. Đổi ngày Âm – Dương trong vài giây.
Lễ hội ma Halloween và những điều bạn chưa biết
Halloween là lễ hội thường niên diễn ra vào cuối tháng 10 đầu tháng 11, nhưng đó là lễ hội để tưởng niệm cái gì? Tại sao người ta phải hoá trang và ăn mặc gớm ghiếc đến thế?
Những điều cần biết về nguyên lý cốc đổi màu
Cốc đổi màu là một trong những sản phẩm được nhiều người sử dụng ngày nay, đặc biệt là giới trẻ bởi những điểm độc đáo mà sản phẩm này mang lại.
Cận cảnh "siêu quái vật" đào đất lớn nhất thế giới, có khối lượng lên tới 13.500 tấn
Bagger 288 là đơn đặt hàng của công ty khai mỏ Rheinbraun. Các kỹ sư phải mất 5 năm để lên kế hoạch thiết kế và sản xuất, thời gian lắp ráp cỗ máy khổng lồ này cũng mất thêm 5 năm nữa.
Cầu tre dài hơn một kilomet có thể chịu tải 4 tấn
Cây cầu tre ọp ẹp dài hơn một kilomet chạy qua vùng nước đục của sông Mekong, nối hòn đảo nổi Koh Pen nằm giữa mặt sông với Kampong Cham.
“25 tỉ quả bom nguyên tử” bị khóa kín ở nơi không ngờ trên Trái đất
Nghiên cứu công bố trên Earth Systerm Science Data khẳng định nguồn gốc của "25 tỉ quả bom nguyên tử" - tức nguồn năng lượng mạnh 380 zettajoules - chính là sự nóng lên toàn cầu.
Vạn Lý Trường Thành hay kim tự tháp Ai Cập liệu có thể nhìn thấy bằng mắt thường từ không gian?
Hẳn bạn đã từng được nghe nói rằng Vạn Lý Trường Thành của Trung Quốc hay kim tự tháp Ai Cập là những công trình có thể được nhìn thấy bằng mắt thường từ không gian. Vậy liệu điều này có đúng và công trình nào do con người xây dựng có thể nhìn thấy từ phía trên khí quyển Trái Đất?
