Bắn phá laser giúp tạo ra plasma nguội nhất từ trước đến nay

Dân trí Đây là loại plasma có nhiệt độ thấp nhất vũ trụ mà con người biết đến.

Bắn phá laser giúp tạo ra plasma nguội nhất từ trước đến nay  - Ảnh 1.

Các nhà vật lý ở Đại học Rice đã báo cáo về trường hợp làm nguội plasma trung tính bằng laser đầu tiên, bước đột phá có thể giúp mô phỏng các trạng thái kỳ lạ của vật chất xảy ra ở lõi Sao Mộc hoặc sao lùn trắng. Nguồn: Brandon Martin/Đại học Rice.

Nhómnghiên cứu từng tạo ra các plasma lạnh nhất vũ trụ, vừa tìm được cách khiếnchúng hạ nhiệt tiếp - bắn phá bằng chùm laser. Các nhà khoa học đã hạ được nhiệtđộ plasma xuống khoảng 50 phần nghìn độ trên độ không tuyệt đối (-273,15°C), lạnh hơn khoảng 50 lần so với plasma trong khônggian vũ trụ.

Loại plasma lạnh này có thểtiết lộ về cách mà các plasma tương tự hoạt động ở trung tâm các sao lùn trắng và sâu trong lõi của những hành tinh khí, chẳng hạn như sao Mộc - láng giềng vũtrụ của chúng ta; theo báo cáo trong nghiên cứu mới.

Plasma là một loại khí, nhưng sự khác biệt của nó đủ để được công nhận là mộttrong bốn trạng thái cơ bản của vật chất (bên cạnh trạng thái khí, lỏng và rắn). Trongplasma, một số lượng đáng kể các electron đã được tách ra khỏi nguyên tử củachúng, tạo ra trạng thái mà các electron tự do chuyển động quanh các ion (bất kểđiện tích dương hay âm) hoặc các nguyên tử.

Nhiệt độ plasma tự nhiên thường rất cao; ví dụ, plasma trênmặt trời nóng đến 18.800 triệu độ F (khoảng 6.000 độ C). Bằng cách khiếnplasma nguội đi, các nhà khoa học có thể quan sát chi tiết hơn để nghiên cứusâu về trạng thái của nó trong các hoàn cảnh khắc nghiệt, giống như những hànhtinh khí khổng lồ - láng giềng của trái đất.

Nguội hơn

Vậy vì sao chùm laser có thể giúp hạ nhiệt độ plasma xuống?

"Việclàm mát bằng laser là nhờ động lượng của ánh sáng", Thomas Killian, tác giảnghiên cứu và giáo sư vật lý học, thiên văn học tại Đại học Rice, Texas nói. "Nếutôi có một ion trong plasma và dùng chùm laser tán xạ ánh sáng khỏi ion đó, thìmỗi khi ion này tán xạ một photon, bản thân nó sẽ bị đẩy theo hướng của chùmlaser," Killian cho biết.

Điều này có nghĩa là nếu một chùm laser chống lại chuyển động tự nhiên của ion, thì mỗikhi ion tán xạ ánh sáng, nó sẽ bị mất một số động lượng, và chậm dần đi. "Nógiống như leo dốc vậy" ông nói.

Trong các thí nghiệm của mình,Killian và nhóm đồng nghiệp đã tạo ra một lượng nhỏ plasma trung tính - tức là plasmavới số lượng điện tích dương và âm gần bằng nhau - bằngcách làm kim loại strontium bay hơi và sau đó ion hóa đám mây khí này.

Plasma này tồn tại trong chưa đầy 1 phần trăm triệu giây, vẫn đủ để thí nghiệmtrước khi nó tan biến. Trước khi bắn phá laser, họ đã làm nguội sơ bộplasma để khiến các ion chậm đi. Cuối cùng, sản phẩm thu được lạnh hơn khoảngbốn lần so với bất kỳ loại plasma nào trước đây, báo cáo nghiên cứu khẳng định.

Bắn phá laser giúp tạo ra plasma nguội nhất từ trước đến nay  - Ảnh 2.

Thí nghiệm sử dụng 10 chùm laser có bước sóng khác nhau để làm mát các ion. Nguồn: Brandon Martin / Đại học Rice.

Mặc dù các thí nghiệm chỉ diễnra trong một phần rất nhỏ của giây, việc lắp ráp các thiết bị cần thiết để hoàntất quá trình làm lạnh này mất khoảng 20 năm - và có hàng ngàn thí nghiệm đã đượcthực hiện, Killian nói.

"Khi chúng tôi tạo ra mộtplasma, nó chỉ tồn tại trong vài phần trăm triệu giây". Quá trình "tạo raplasma, làm lạnh bằng laser , quan sát những gì diễn ra chỉ trong chưa đầymột phần nghìn giây" ông cho biết. "Phải mất rất nhiều ngày thu thập dữ liệu đủ để kết luận: thì ra nó vận hành như thế".

Có thể lạnh hơn nữa?

Những phát hiện của nghiên cứu có thể giúp giảiđáp vấn đề: plasma siêu lạnh tương tác với năng lượng và vật chất như thế nào? Nhờđó, các nhà khoa học có thể xây dựng những mô hình sao lùn trắng và các hành tinh khí khổng lồ gần giống thực tế, do plasma siêu lạnh trong phòngthí nghiệm tương tự với loại plasma ở lõi của chúng.

Việctạo ra loại plasma lạnh hơn nữa cũng nằm trong một tương lai không xa, điều nàycó thể làm thay đổi sự hiểu biết của con người về cách thức vật chất bí ẩn nàyhoạt động, Killian cho biết. "Nếu tiếp tục hạ nhiệt độ nó xuống, chúng tacó thể tiến gần đến loại plasma rắn - có độ đậm đặc gấp 10 bất kỳ vật chất dạngrắn nào con người từng tạo ra. Điều đó sẽ rất, rất thú vị," ông nói thêm.

Những phát hiện này đượccông bố trực tuyến vào thứ Năm tuần trước trên tạp chí Science .

Tùng Anh

Theo Livescience

MỚI NHẤT
Thảm họa diệt chủng Holocaust: 1,32 triệu người Do Thái đã bị giết chỉ trong 3 tháng
Thảm họa diệt chủng Holocaust: 1,32 triệu người Do Thái đã bị giết chỉ trong 3 tháng

(Dân trí) - Chiến dịch Reinhard được biết là chiến dịch lớn nhất của thảm họa diệt chủng Holocaust, nó còn khủng khiếp hơn nhiều so với những gì các nhà sử học có thể tưởng tượng. Chỉ trong 3 tháng, ít nhất đã có 1,32 triệu người Do Thái bị giết, tức là bằng gần ¼ số nạn nhân Do Thái bỏ mạng trong Chiến tranh Thế giới thứ hai.

Thứ năm, 10/01/2019 - 06:13

Quạ có thể đánh giá được trọng lượng vật thể
Quạ có thể đánh giá được trọng lượng vật thể

(Dân trí) - Khả năng kì lạ của loài quạ mới được phát hiện cho thấy chúng có năng lực thường chỉ thấy ở loài người mới có.

Thứ năm, 10/01/2019 - 06:01

Điều kỳ diệu ở Bang đầu tiên của Ấn Độ “hữu cơ hóa” 100% nền nông nghiệp
Điều kỳ diệu ở Bang đầu tiên của Ấn Độ “hữu cơ hóa” 100% nền nông nghiệp

(Dân trí) - “Nông nghiệp hữu cơ” có thể hiểu một cách vắn tắt là nền nông nghiệp dùng 100% các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên để canh tác, nuôi trồng.

Thứ năm, 10/01/2019 - 05:39

Việt Nam tiếp tục nghiên cứu, phát triển vệ tinh
Việt Nam tiếp tục nghiên cứu, phát triển vệ tinh

(Dân trí) - Tiếp nối vệ tinh MicroDragon, vệ tinh NanoDragon đang được nghiên cứu, phát triển tại Việt Nam, bởi đội ngũ kỹ sư và chuyên gia của VNSC, có trọng lượng dưới 10kg. NanoDragon có nhiệm vụ thử nghiệm công nghệ về điều khiển hướng của vệ tinh trên quỹ đạo và thu tín hiệu nhận dạng tự động tàu thủy bằng vệ tinh nano.

Thứ tư, 09/01/2019 - 09:45

Đài thiên văn Hòa Lạc mở cửa đón khách vào Quý 2/2019
Đài thiên văn Hòa Lạc mở cửa đón khách vào Quý 2/2019

(Dân trí) - Lãnh đạo Trung tâm Vũ trụ Việt Nam cho biết, hiện đơn vị đang khẩn trương hoàn thiện các thủ tục cần thiết, chuẩn bị cho việc đi vào vận hành chính thức của Đài thiên văn Hòa Lạc vào đầu Quý 2/2019 tới.

Thứ tư, 09/01/2019 - 09:28

Nhà khoa học chỉnh sửa gen trẻ em có thể đối mặt án tử hình?
Nhà khoa học chỉnh sửa gen trẻ em có thể đối mặt án tử hình?

(Dân trí) - Tại một hội nghị khoa học do một nhà di truyền học hàng đầu tổ chức, một nhà khoa học Trung Quốc cho biết mình đã tạo ra những đứa trẻ được chỉnh sửa gen đầu tiên trên thế giới, điều này đã bị lên án mạnh mẽ vì gây nguy hiểm tiềm tàng cho mạng sống của người khác.

Thứ tư, 09/01/2019 - 08:05

Phát hiện hành tinh lớn gấp hai lần Trái Đất có thể chứa nước
Phát hiện hành tinh lớn gấp hai lần Trái Đất có thể chứa nước

(Dân trí) - Các nhà thiên văn học vừa cho biết đã khám phá ra một ngoại hành tinh có kích thước gấp 2 lần Trái Đất và đặc biệt có thể chứa nước tồn tại trên bề mặt.

Thứ tư, 09/01/2019 - 06:50

Kỳ lạ khoảnh khắc hàng chục con cóc “cưỡi” trên lưng trăn để “đi nhờ”
Kỳ lạ khoảnh khắc hàng chục con cóc “cưỡi” trên lưng trăn để “đi nhờ”

(Dân trí) - Cóc nhái và các loài động vật lưỡng cư vẫn thường là món ăn ưa thích của các loài trăn, rắn... tuy nhiên một đoạn clip ghi lại khoảnh khắc hàng chục con cóc đang cưỡi trên lưng một con trăn để “đi nhờ” khiến nhiều người ngạc nhiên.

Thứ tư, 09/01/2019 - 06:44

Phát hiện hàng loạt hài cốt bí ẩn có niên đại từ thế kỷ thứ 4 tại Anh
Phát hiện hàng loạt hài cốt bí ẩn có niên đại từ thế kỷ thứ 4 tại Anh

(Dân trí) - Các nhà khảo cổ học vừa phát hiện 52 bộ hài cốt tại Suffolk, Anh được cho là phát hiện khảo cổ đáng chú ý nhất từ trước tới nay từ thời La Mã.

Thứ tư, 09/01/2019 - 06:43

Hàng loạt vật thể bay kì lạ xuất hiện trên bầu trời nước Mỹ
Hàng loạt vật thể bay kì lạ xuất hiện trên bầu trời nước Mỹ

(Dân trí) - Lần đầu tiên những hình ảnh về hàng loạt những vật thể lạ xuất hiện trên bầu trời nước Mỹ được hé lộ làm dấy lên sự lo lắng của cư dân địa phương về người ngoài hành tinh.

Thứ tư, 09/01/2019 - 06:38

Thế giới hoàn toàn lạ lẫm qua những thước phim ở cấp độ hiển vi
Thế giới hoàn toàn lạ lẫm qua những thước phim ở cấp độ hiển vi

(Dân trí) - Mỗi thước phim ở cấp độ hiển vi đều cần sự hỗ trợ của hàng loạt thiết bị tiên tiến để ghi lại. Và với những cảnh quay đáng giá này, chúng ta sẽ có cơ hội được chiêm ngưỡng thế giới mà mình đang sống ở một góc nhìn hoàn toàn mới mẻ và lạ lẫm.

Thứ tư, 09/01/2019 - 06:16

Những màn so găng nghẹt thở của giải đấu robot hấp dẫn hàng đầu thế giới!
Những màn so găng nghẹt thở của giải đấu robot hấp dẫn hàng đầu thế giới!

(Dân trí) - “BattleBots” là một giải đấu robot được phát sóng truyền hình rất nổi tiếng của Mỹ. Tại sân chơi này, những người đam mê kỹ thuật sẽ điều khiển chiến binh máy mà mình sáng chế để đấu tay đôi với nhau và tạo ra những trận đấu gay cấn đến nghẹt thở!

Thứ ba, 08/01/2019 - 06:57

ĐÁNG QUAN TÂM
Tại sao cho trẻ ăn theo chế độ ăn chay có thể gây rủi ro?
Tại sao cho trẻ ăn theo chế độ ăn chay có thể gây rủi ro?

(Dân trí) - Mặc dù việc hấp thụ protein thông qua chế độ ăn thuần chay không phải là vấn đề, nhưng vitamin và khoáng chất thì cần phải được xem xét nhiều hơn.

Thứ ba, 08/01/2019 - 10:44

Ngà voi ma mút lông đang được buôn bán?
Ngà voi ma mút lông đang được buôn bán?

(Dân trí) - Các nhà khoa học thấy rằng việc buôn bán ngà voi có lẽ không phải lúc nào cũng là phạm pháp sau khi phát hiện ADN ma mút lông khi tiến hành nghiên cứu di truyền về nguồn gốc của ngà voi.

Thứ ba, 08/01/2019 - 10:38

Vi tảo có thể giúp các nhà khoa học Trung Quốc tạo ra đất màu mỡ trên Sao Hỏa?
Vi tảo có thể giúp các nhà khoa học Trung Quốc tạo ra đất màu mỡ trên Sao Hỏa?

(Dân trí) - Các nhà khoa học từ Viện Thủy sinh học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã đưa ra một dự án đầy tham vọng - biến vùng đất cát trên Sao Hỏa thành khu đất màu mỡ.

Thứ ba, 08/01/2019 - 06:13

Ứng dụng nhận diện khuôn mặt nhớ tên người thay bạn
Ứng dụng nhận diện khuôn mặt nhớ tên người thay bạn

(Dân trí) - Bạn đã từng bao giờ gặp rắc rối với việc nêu tên một người chưa? Những người tạo nên SocialRecall cho biết ứng dụng của họ sử dụng phần mềm nhận diện khuôn mặt để quét những người bạn đã gặp trước đó – hoặc thậm chí những người lạ tại một sự kiện – và cho bạn biết tên của họ.

Thứ ba, 08/01/2019 - 06:01

Loài nhện sẽ giăng tơ như thế nào khi ở ngoài không gian?
Loài nhện sẽ giăng tơ như thế nào khi ở ngoài không gian?

(Dân trí) - Sau khi gửi một đôi nhện Golden Orb lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), để nghiên cứu về sự tác động của môi trường vi trọng lực đến cách mà loài côn trùng này giăng tơ, các nhà khoa học đã thu về được những kết quả đầy thú vị.

Thứ ba, 08/01/2019 - 05:56

Xem Mexico “phủ xanh” trụ đường cao tốc để giải quyết nạn ô nhiễm
Xem Mexico “phủ xanh” trụ đường cao tốc để giải quyết nạn ô nhiễm

(Dân trí) - Để giải quyết tình trạng ô nhiễm không khí cũng như sự thiếu hụt không gian xanh trầm trọng, thành phố Mexico (thủ đô của Mexico) đã thực một ý tưởng táo bạo, đó là “phủ xanh” hơn 1000 trụ đường cao tốc trên cao bằng hệ thống vườn treo tự động!

Thứ hai, 07/01/2019 - 03:47

Nông nghiệp công nghệ cao: Dùng “đội quân ong” kiểm soát cả cánh đồng
Nông nghiệp công nghệ cao: Dùng “đội quân ong” kiểm soát cả cánh đồng

(Dân trí) - Với nhiệm vụ theo dõi các yếu tố môi trường trên cánh đồng rộng lớn, một “đội quân” ong thực sự có quá nhiều ưu điểm vượt trội để được sử dụng, trong một nền nông nghiệp công nghệ cao, so với những hệ thống máy móc tốn kém, cồng kềnh hiện nay!

Thứ hai, 07/01/2019 - 03:44

Thiết bị đặc biệt giúp phát hiện ung thư từ… hơi thở
Thiết bị đặc biệt giúp phát hiện ung thư từ… hơi thở

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu tại Anh đang phát triển một thiết bị đặc biệt giúp phát hiện ung thư từ hơi thở của người bệnh. Thậm chí, ngay khi còn chưa có những triệu chứng rõ ràng.

Thứ hai, 07/01/2019 - 06:28

Phi hành gia vô tình bấm gọi “cấp cứu khẩn cấp” 911 từ… Trạm vũ trụ quốc tế
Phi hành gia vô tình bấm gọi “cấp cứu khẩn cấp” 911 từ… Trạm vũ trụ quốc tế

(Dân trí) - Andre Kuipers, phi hành gia người Hà Lan là người đã "nhỡ tay" bấm cuộc gọi hi hữu đến cảnh sát Mỹ khi đang ở ngoài vũ trụ.

Thứ hai, 07/01/2019 - 06:23

Phát hiện mộ táng có niên đại lâu đời nhất thế giới
Phát hiện mộ táng có niên đại lâu đời nhất thế giới

(Dân trí) - Các nhà khảo cổ học vừa phát hiện ra một bộ hài cốt được cho là lâu đời nhất. Khu vực được phát hiện nằm ở Trung Mỹ.

Thứ hai, 07/01/2019 - 06:18

Hình ảnh từ vệ tinh gián điệp giúp hé lộ bí mật khảo cổ Trung Đông cổ đại
Hình ảnh từ vệ tinh gián điệp giúp hé lộ bí mật khảo cổ Trung Đông cổ đại

(Dân trí) - Nhờ những hình ảnh mới được giải mật gần đây từ một vệ tinh gián điệp có tên mã Corona của Mỹ, các nhà khảo cổ học đã xác định được thêm nhiều khu di chỉ và địa điểm lịch sử đã bị xâm hại hoặc biến mất nhiều thập kỷ trước.

Thứ hai, 07/01/2019 - 06:13

Alexander Zubarev nhà sáng lập sinh trắc vân tay Infolife có mặt tại Việt Nam
Alexander Zubarev nhà sáng lập sinh trắc vân tay Infolife có mặt tại Việt Nam

(Dân trí) - Ngày 6/1/2019, Nhà sáng lập Infolife – Ông Alexander Zubarev đã có mặt tại Việt Nam và tham gia sự kiện gặp gỡ doanh nhân sinh trắc vân tay Infolife thành công nhất thế giới. Sự kiện do công ty cổ phần công nghệ giải mã bản thân Infolife Việt Nam tổ chức với đại diện là ông Nguyễn Thành Luân.

Thứ hai, 07/01/2019 - 05:20