Vòng phản vật chất bao quanh trái đấtNhóm nhà khoa học trường Đại học Rome Tor Vergata, Ý đã phát hiện các phản hạt proton (phản vật chất) xuất hiện bao quanh trái đất. Vừa qua, các nhà khoa học đã phát hiện các phản hạt proton (phản vật chất) xuất hiện bao quanh trái đất và bị mắc kẹt bởi từ trường của trái đất.
Phản hạt bao quanh trái đất (Ảnh: Newscientist)
Nhóm nhà khoa học trường Đại học Rome Tor Vergata, Ý đã phát hiện các phản proton bằng cách sử dụng PAMELA, một máy dò tia vũ trụ gắn liền với một vệ tinh quan sát Trái đất của Nga.
Các hạt điện tích được gọi là các tia vũ trụ đã liên tục phun ra các hạt mới, gồm cả phản hạt, khi chúng va chạm với các hạt trong khi quyển. Nhiều hạt trong số chúng bị mắc kẹt bên trong vành đai từ trường của trái đất, tạo thành hình giống như hai cái bánh rán vòng quanh trái đất.
Trong khoảng thời gian từ tháng 7 năm 2006 và tháng 12 năm 2008, PAMELA phát hiện 28 phản proton bị mắc kẹt trong quỹ đạo xoắn ốc xung quanh các đường từ trường ở cực nam của trái đất. Bây giờ đã phát hiện ra phản hạt proton lớn gần 2000 lần.
Vòng phản hạt này xuất hiện vài phút rồi biến mất. Về mặt lý thuyết thì chúng có thể được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho tên lửa cực kỳ hiệu quả trong tương lai, Alessandro Bruno thành viên trong nhóm cho biết.
Theo Newscientist, Đất Việt
*************************
Cách thức mới để tạo ra phản vật chất
Các nhà vật lí tại trường Đại học California, Riverside, Hoa Kỳ, đã phát hiện ra cách mới để tạo positronium, một nguyên tử kỳ lạ và chỉ tồn tại trong khoảng thời gian ngắn và chính nguyên tử này có thể giúp trả lời cho những gì đã xảy ra với phản vật chất trong vũ trụ, giải thích lý do, tính chất gì của phản vật chất đã giúp tạo dựng nên vũ trụ.Positronium được tạo thành bởi một electron và phản vật chất sinh đôi của chính nó, positron. Positronium có các ứng dụng trong việc phát triển chụp cắt lớp phát xạ positron chính xác hơn hay còn gọi là quét (PET) và nghiên cứu vật lý cơ bản.
Gần đây, phản vật chất trở thành đề tài nóng bỏng khi các nhà khoa học ở CERN, tổ chức nghiên cứu hạt nhân châu Âu, bẫy được các nguyên tử phản hydrogen trong khoảng hơn 15 phút. Cho đến lúc đó, sự hiện diện của các phản nguyên tử được ghi nhận chỉ trong các phần của một giây.
Các nhà vật lý học tại Đại học UC Riverside, Hoa Kỳ Trong phòng thí nghiệm tại Đại học UC Riverside, Hoa Kỳ, các nhà vật lý đầu tiên cho các mẫu silicon đã chiếu xạ tiếp xúc với ánh sáng laser. Tiếp theo họ cấy positron trên bề mặt của silicon. Họ phát hiện ra ánh sáng laser giải phóng điện tử silicon sau đó liên kết với các positron để hình thành positronium.
"Với phương pháp này, một số lượng đáng kể của positronium có thể được sản xuất trong một phạm vi nhiệt độ rộng và hoàn toàn có thể kiểm soát được," theo David Cassidy, nhà khoa học dự án, trợ lý trong phân ban Vật lý và Thiên văn học, người đang thực hiện nghiên cứu với đồng nghiệp. "Các phương pháp khác để tạo ra positronium từ bề mặt đòi hỏi làm nóng mẫu ở nhiệt độ rất cao. Phương pháp của chúng tôi làm việc ở hầu hết các ngưỡng nhiệt độ, bao gồm ngưỡng nhiệt độ rất thấp."
Cassidy giải thích khi các positron được cấy vào vật liệu, chúng có thể bị bẫy trên bề mặt vật liệu, và sẽ nhanh chóng tìm ra và tiêu diệt các điện tử.
"Trong thí nghiệm, chúng tôi nhận thấy chiếu xạ bề mặt vật liệu bằng tia laser trước khi positron chạm đến các điện tử sẽ tạo điều kiện cho các positron rời khỏi bề mặt vật liệu và tránh việc các điện tử bị chúng tiêu diệt", theo Allen Mills, giáo sư vật lý và thiên văn học, đồng nghiệp của Cassidy tại phòng thí nghiệm. "Đây là cách thức tạo thành positronium, một cách tự phát, positronium được phát ra từ bề mặt vật liệu. Positronium tự do tồn tại lâu hơn 200 lần dài so với pozittron trên bề mặt vật liệu, nên chúng dễ bị phát hiện".
Kết quả nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Physical Review Letters, số ra ngày 15 Tháng 7 năm 2011.
Các nhà nghiên cứu chọn silicon trong các thử nghiệm của họ vì có ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử, vững chắc, rẻ tiền và hoạt động có hiệu quả.
"Thật vậy, ở nhiệt độ rất thấp, Silicon là vật liệu tốt nhất để sản xuất ra positronium, ít nhất là trong các vụ nổ ngắn", Cassidy nói.
Mục tiêu sau cùng của nhà nghiên cứu là thực hiện các phép đo chính xác trên positronium để hiểu rõ hơn về phản vật chất và các đặc tính của nó, cũng như tìm kiếm cách thức cô lập nó trong thời gian dài hơn.
Cassidy và Mills đã được mời tham gia vào nghiên cứu bởi giáo sư Harry Tom, và là chủ tịch Hội vật lý và thiên văn học, và Tomu H. Hisakado, một nghiên cứu sinh trong phòng thí nghiệm của Mills.
Trong tương lai gần, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ làm mát positronium để cấp phát năng lượng dưới sử dụng thí nghiệm khác, và tạo cũng "Bose - Einstein condensate" cho positronium - tập hợp các nguyên tử positronium ở trạng thái lượng tử giống nhau.
"Việc tạo ra một Bose - Einstein của positronium thực sự sẽ đẩy ranh giới của gì là có thể có trong điều khoản của phép đo chính xác thực", Cassidy nói. "Các phép đo như vậy sáng tỏ hơn tính chất của phản vật chất và giúp chúng tôi thăm dò thêm tại sao có sự không đối xứng giữa vật chất và phản vật chất trong vũ trụ".
Nghiên cứu này được tài trợ từ Quỹ Khoa học Quốc gia và phòng thí nghiệm nghiên cứu Không quân Hoa Kỳ.
Hồ Duy Bình (Theo Innovations-report)
********************
Bẫy phản vật chất mới giống khách sạn nhiều phòngCác nhà khoa học đang tạo bẫy phản vật chất lớn nhất từ trước đến nay để "giam giữ" hàng nghìn tỷ positron.
Tạo ra phản vật chất với những cỗ máy như máy gia tốc hạt LHC khổng lồ vốn đã không đơn giản, lưu giữ nó còn phức tạp hơn bởi phản vật chất và vật chất sẽ lập tức tiêu diệt lẫn nhau khi tiếp xúc. Vì vậy, bất kì vật chứa nào làm từ vật chất đều bị phá hủy khi ta đưa phản vật chất vào bên trong. Giải pháp là sử dụng điện và từ trường, thay vì vật chất, để xây dựng nên các bức tường của một chiếc lọ chứa phản vật chất.
"Chúng tôi muốn tích lũy hàng nghìn tỷ positron trong một chiếc bẫy "nhiều ngăn" - một hệ thống bên trong chiếc lọ từ trường giống như khách sạn với nhiều phòng, mỗi phòng chứa hàng chục tỷ phản vật chất" - nhà vật lý Clifford Surko thuộc nhóm nghiên cứu ĐH California, San Diego cho biết.
Các nhà vật lý James Danielson, Clifford Surko và Craig Schallhorn (từ trái sang) kiểm tra hệ
thống họ dùng để phát triển chiếc bẫy lớn nhất thế giới để có thể "bắt giữ" hàng nghìn tỷ hạt
positron năng lượng thấp (Ảnh: LiveScience)
Nghiên cứu này được Surko trình bày trong hội nghị thường niên của Hiệp hội vì sự tiến bộ khoa học Mỹ vào cuối tuần qua.
Các nhà nghiên cứu cũng đang phát triển phương pháp làm mát phản hạt ở nhiệt độ siêu lạnh để những phân tử này chuyển động chậm lại và có thể nghiên cứu.
Mục tiêu tiếp theo là nén các đám mây phản hạt thành một khối đậm đặc để có thể đưa vào các ứng dụng thực tế.
Một dự án khác mà các nhà khoa học theo đuổi đó là tạo ra chiếc lọ chứa phản hạt nhỏ gọn để có thể đưa ra khỏi phòng thí nghiệm và sử dụng trong y tế và công nghiệp.
Mặc dù nghe có vẻ xa lạ nhưng thật ra phản vật chất đã được sử dụng trong công nghệ hiện nay, chẳng hạn máy quét PET dùng trong y khoa (Positron Emission Tomography - chụp X-quang sự phóng xạ positron).
Trong quá trình chụp cắt lớp PET, bệnh nhận được tiêm chất phóng xạ đánh dấu - chúng sẽ tạo ra positron khi phân hủy. Những hạt positron sẽ tiếp xúc với các điện tử trong cơ thể và triệt tiêu nhau, tạo ra hai tia gamma. Những tia gamma này sẽ được phát hiện bởi máy quét, cung cấp hình ảnh 3D về những gì đang xảy ra trong cơ thể.
Theo Đất Việt
*****************************************
Phản vật chất quả thật có ý nghĩa
Trung tâm Nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN) mới đây đã công bố trên tạp chí Nature thành công của họ trong việc “nhốt giam” phản vật chất khí hydro. Việc này có ý nghĩa lớn lao như thế nào?Năm 1930, nhà vật lý người Anh Paul Dirac trong khi tìm cách hòa giải các ý tưởng của vật lý lượng tử và thuyết tương đối rộng của Albert Einstein đã tiên định sự hiện hữu của phản vật chất.
Các phương trình của ông cho thấy electron phải có một hạt tương sinh có cùng khối lượng nhưng mang điện tích và moment trái dấu. Hai năm sau đó, Carl Anderson tìm ra bằng chứng thực nghiệm cho phản hạt của Dirac khi nghiên cứu các tia vũ trụ, và ông đặt tên cho nó là positron. Vào những năm 1950, các nhà vật lý đã chế ra được phản proton.
Khi một hạt gặp phản hạt của nó, chúng trung hòa lẫn nhau và biến khối lượng thành năng lượng thuần khiết, như trong phương trình của Albert Einstein E=mc2.
Phản hạt không phải thứ xa lạ chỉ tìm thấy trong truyện viễn tưởng. Positron được sử dụng rộng rãi trong công nghệ chụp X-quang. Và phản proton đã được tạo ra trong các máy gia tốc trong vài thập niên gần đây.
Các nam châm khổng lồ đẩy proton qua một ống được làm lạnh xuống nhiệt độ -271oC. (ảnh minh họa: Boston)Câu hỏi đặt ra là tại sao chúng lại biến mất trong tự nhiên? Các định luật vật lý không “kỳ thị” giữa vật chất và phản vật chất. Vào thời điểm khai sinh vũ trụ trong vụ nổ Big Bang, số lượng hạt và phản hạt tạo ra hẳn phải tương đương nhau. Với mỗi hạt vật chất, phải có một hạt phản vật chất. Nhưng trong thực tiễn, chúng ta lại không nhìn thấy chúng.
Một số nhà vũ trụ học nghĩ rằng vào thời điểm khai sinh, hạt vật chất nhiều hơn phản hạt một chút nào đó, rồi chúng nhập vào nhau và trung hòa lẫn nhau. Cái còn lại là hạt vật chất dôi ra trong một biển năng lượng.
Tại sao lại có sự bất đối xứng như vậy vào lúc khai sinh vũ trụ? Liệu có những khác biệt nào đó chưa được biết đến giữa hạt và phản hạt, khiến cho một trong hai sống sót được qua thời gian? Về mặt lý thuyết thì không, nhưng lý thuyết cần phải được kiểm chứng bởi thực nghiệm.
Một cách để kiểm tra là tiến hành thực nghiệm trên phản vật chất. Nếu các nhà khoa học có thể phát hiện cho dù một chút khác biệt trong hành vi của một nguyên tử hydro (một electron vòng quanh một proton) và một phản hydro (một positron vòng quanh một phản proton), thì họ có thể lý giải chuyện gì xảy ra lúc vũ trụ bắt đầu, và tại sao chúng ta chỉ nhìn thấy vật chất bình thường ngày hôm nay.
Việc CERN "nhốt giam" được phản hydro hồi tuần trước sẽ khiến cho thực nghiệm trên có khả năng thành công. Các nhà khoa học đã nhốt giam được 38 phản hydro trong thời gian gần nửa giây.
Phản hydro đã được tạo ra trước đây nhưng chưa có ai giam giữ được chúng đủ lâu để tận dụng hay nghiên cứu. Bước tiếp theo là tạo ra phản hydro số lượng lớn, giam nhốt lại lâu hơn.
Một khi được cung cấp đều đặn phản hydro, chúng ta sẽ hiểu được những điều cơ bản, thí dụ như liệu phản proton và positron có hấp dẫn nhau với cùng một lực như là electron và proton? Không có lý do gì để nghĩ là không, nhưng nếu thực nghiệm cho kết quả khác thì vật lý học cần một cuộc cách mạng lớn lao.
Hứa hẹn nhất cho việc sử dụng phản hydro trong tương lai, nếu như có thể tạo đủ số lượng và lưu trữ được lâu (những chữ nếu rất là to), đó là làm nhiên liệu.
Sự va chạm giữa vật chất và phản vật chất tạo ra năng lượng bao la: nếu 1kg phản vật chất "giao phối" với 1kg vật chất thì vụ nổ xảy ra sẽ tương đương với 43 triệu tấn TNT hay 3.000 lần quả bom đã thả xuống Hiroshima.
Nhưng với khả năng của CERN hiện tại thì họ phải cần đến 100 tỉ năm chỉ để tạo ra 1gam phản hydro. Cho nên ta không cần phải nín thở vội.
**********************
Bí ẩn phản vật chất sắp được giải mãReuters ngày 6/12 đã cho biết, các nhà khoa học châu Âu vừa công bố việc tạo ra và nắm bắt nguyên tử phản hydro trong ống nam châm lý tưởng.
Điều này sẽ giúp tiến triển nhanh trong việc giải thích sự hình thành phản vật chất - một trong những điều bí ẩn lớn của vũ trụ.
Đường ống nam châm khổng lồ lưu giữ phản vật chất (Ảnh:CBC)
Phản vật chất là vấn đề được giới khoa học toàn cầu đặc biệt quan tâm vì nó được xem là nguồn năng lượng vô tận và không tốn chi phí.
Công bố của Tổ chức nghiên cứu nguyên tử châu Âu (CERN) được đưa ra 3 tuần sau khi ba nhóm nghiên cứu độc lập khác ở Geneva (Thụy Sỹ) nói rằng lần đầu tiên họ có thể tạo ra và nắm bắt những nguyên tử khó theo đuổi này. Phản vật chất hay vật chất trung lập được cho là có số lượng tương đương với vật chất hiện hữu trong vũ trụ.
Rolf Heuer, Tổng giám đốc của CERN, nói rằng những khám phá mới đang đạt được với tốc độ dồn dập, nên quá trình vận hành máy gia tốc hạt lớn (LHC) sẽ được kéo dài thêm một năm, tới cuối năm 2012. Máy LHC đã chuyển động tới giai đoạn hoàn toàn mới, nên các nhà khoa học tin rằng trong những tháng tới nó có thể giúp con người hiểu về “vật chất tối” (dark matter) – chiếm 25% trong vũ trụ.
Phản vật chất được cấu tạo từ những phản hạt cơ bản như phản hạt electron, phản hạt nơtron... Theo lý thuyết, nếu phản vật chất gặp vật chất thì sẽ nổ tung.
******************
'Nhốt' chất dùng sản xuất vũ khí hủy diệt hàng loạt
Các nhà khoa học đến từ tổ chức nghiên cứu nguyên tử Châu Âu (CERN, Thụy Sĩ) vừa tìm ra phương pháp giữ phản vật chất - một loại chất được sử dụng để sản xuất vũ khí hủy diệt hàng loạt, mà tác giả Dan Brown đề cập đến trong cuốn "Mật mã Da Vinci".Hạt antihydrogen phá hủy phần tử bên trong.
Năm 2010, phản vật chất từng được các nhà nghiên cứu tại CERN “nhốt” lại nhưng các nguyên tử chỉ “nằm yên” trong thời gian cực ngắn. Giờ đây, phản vật chất - kẻ thù của vật chất - đã được giữ qua Hydro trong vòng 16 phút - lâu hơn gấp 5.000 lần trước đây.
Loại chai dùng để cất giữ phản vật chất được gọi là “chai từ tính” - một dạng nam châm siêu dẫn. “Chai từ tính” có tác dụng giữ các hạt antiatom (phản nguyên tử) của nguyên tử hydro lại.
"Nhốt" phản vật chất là việc khó khăn, bởi ngay khi phản vật chất gặp vật chất, chúng sẽ hủy diệt lẫn nhau và tạo nên vụ nổ lớn. Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã cố gắng tìm cách bảo quản phản vật chất, tuy nhiên chỉ trong tích tắc phản vật chất bị phá hủy.
Chai từ tính cất giữ phản vật chất.Giáo sư, nhà khoa học người Nhật Bản Makato Fujiwwara cho biết: "Chúng tôi đã bảo quản thành công nguyên tử Antihydrogen trong phản vật chất ít nhất 1000 giây (hơn 16 phút). Liệu phản vật chất có phát sáng một màu như nhau không và nó có trọng lượng ở cùng một môi trường không? Đó là những câu hỏi thúc đẩy chúng tôi tiếp tục nghiên cứu”.
Phản vật chất là một bí ẩn lớn đối của vũ trụ mà các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu.
Phản vật chất từng được biết đến qua bộ phim "Thiên thần và ác quỷ", dựa theo tiểu thuyết cùng tên của tác giả Dan Brown, khi một vụ nổ phản vật chất đe dọa san bằng tòa thánh Vatican.
Trong tiểu thuyết "Mật mã Da Vinci", nhân vật Robert Langdon đã cố gắng tìm lại ống phản vật chất bị đánh cắp từ một cơ sở của CERN.
Trong phim, các nhà nghiên cứu tại CERN lần đầu tiên tìm ra cách để tạo ra và bẫy các hạt phản vật chất. Đây chính là cảm hứng cho tác giả Dan Brown viết nên tiểu thuyết "Thiên thần và ác quỷ" sau "Mật mã Da Vinci".
Theo TPO