PHẦN I – NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN VẬT CHẤT
Những bài viết dưới đây liên quan đến một lý thuyết khoa học mà dịch ra tiếng Việt có nghĩa là “Phản vật chất”. Tên thì vậy, có thể người dịch sai, hoặc không thoát ý. Còn nếu nó được xác định là dịch đúng thì có thể nói rằng: Khái niệm này phi lý ngay từ cách hiểu nội dung của nó. Thực ra khái niệm “Phản vật chất” chỉ để miêu tả sự đối nghịch Âm Dương của các hạt cơ bản và từ đó suy ra sự tồn tại có thể có về một dạng tồn tại bới các cấu trúc hạt đối nghịch với tính chất của các hạt cơ bản. Trên cơ sở nội dung này thì tôi nghĩ – để miêu tả lý thuyết này – các nhà khoa học nên dịch là “phản hạt” và “các cấu trúc vật chất cấu tạo từ phản hạt”. Tuy nó dài một tý, nhưng dễ hiểu hơn và chính danh hơn. Còn lý thuyết đó đúng hay sai thì là điều tôi sẽ chứng minh trong loạt bài viết này. Tôi đã xác định về mặt lý thuyết theo phương pháp luận của thuyết Âm Dương Ngũ hành là “Không có phản hạt và các cấu trúc vật chất cấu tạo từ phản hạt”.
Nhưng những bài viết dưới đây có vẻ là những chứng cứ chứng tỏ tôi đã sai vì người ta đã tìm thấy các phản hạt. Tuy nhiên mọi vấn đề lại không đơn giản như vậy.
=================================================
PHẢN VẬT CHẤT
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Phản vật chất là khái niệm trong vật lý, 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.
Lịch sử hình thành khái niệm
Giả thiết giả tưởng
Phản vật chất bắt đầu từ trí tưởng tượng của con người ở những năm 1930. Những người hâm mộ của bộphim khoa học giả tưởng nổi tiếng Star Trek (“Đường đến các vì sao”), đã biết đến một loại phản vật chất được sử dụng giống như nhiên liệu với năng lượng cao để đẩy những chiếc tàu không gian đi nhanh hơn cả vận tốc ánh sáng. Loại phi thuyền không gian này dường như không thể thiết kế nhà lý thuyết đã có khả năng biến dạng nhiên liệu tưởng tượng ấy thành hiện thực. Ý tưởng trong truyện tiểu thuyết đã trở thành hiện thực bằng việc khám phá ra sự tồn tại của phản vật chất, ở những thiên hàvũ trụ. khoảng cách xa và ở thời nguyên sinh của vũ trụ.
Giả thiết khoa học
Điều thú vị nhất đó là từ trong trí tưởng tượng, phản vật chất trở thành hiện thực, và mang tính thuyết phục. Năm1928, nhà vật lý người Anh Paul Dirac đã đặt ra một vấn đề: làm sao để kết hợp các định luật trong thuyết lượng tử vào trong thuyết tương đối đặc biệtAlbert Einstein. Thông qua các bước tính toán phức tạp, Dirac đã vạch định ra hướng để tổng quát hóa hai thuyết hoàn toàn riêng rẽ này. Ông đã giải thích việc làm sao mọi vật càng nhỏ thì vận tốc càng lớn; trong trường hợp đó, các electron có vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. Đó là một thành công đáng kể, nhưng Dirac không chỉ dừng lại ở đó, ông nhận ra rằng các bước tính toán của ông vẫn hợp lệ nếu electron vừa có thể có điện tích âm, vừa có thể có điện tích dương – đây là một kết quả ngoài tầm mong đợi.
Dirac biện luận rằng, kết quả khác thường này chỉ ra sự tồn tại của một “đối hạt”, hay “phản hạt” của electron, chúng hình thành nên một “cặp ma quỷ”. Trên thực tế, ông quả quyết rằng mọi hạt đều có “đối hạt” của nó, cùng với những tính chất tương đồng, duy chỉ có sự đối lập về mặt điện tích. Và giống như proton, neutron và electronhình thành nên các nguyên tử và vật chất, các phản proton, phản neutron, positron (còn được gọi là phản electron) hình thành nên phản nguyên tử và phản vật chất. Nghiên cứu của ông dẫn đến một suy đoán rằng có thể tồn tại một vũ trụ ảo tạo bởi các phản vật chất này.
Và dự đoán của ông đã được kiểm chứng trong thí nghiệm của Carl Anderson vào năm 1932, cả hai ông đều được giải Nobel cho thành tựu ấy.
Các nhà vật lý đã học được nhiều hơn về phản vật chất so với thời điểm của Anderson khám phá ra nó. Một trong những hiểu biết mang tính kịch bản đó là vật chất và phản vật chất kết hợp lại sẽ tạo ra một vụ nổ lớn. Giống như những cặp tình nhân gặp nhau trong ngày sau cùng vậy, vật chất và phản vật chất ngay lập tức hút nhau do có điện tích ngược nhau, và tự phá hủy nhau. Do sự tự huỷ tạo ra bức xạ, các nhà khoa học có thể sử dụng các thiết bị để đo “tàn dư” của những vụ va chạm này. Chưa có một thí nghiệm nào có khả năng dò ra được các phản thiên hà và sự trải rộng của phản vật chất trong vũ trụ như trong tưởng tượng của Dirac. Các nhà khoa học vẫn gửi các tín hiệu thăm dò để quan sát xem có tồn tại các phản thiên hà này hay không.
Nhưng câu hỏi vẫn làm bối rối các nhà vật lý cũng như những người có trí tưởng tượng cao đó là: phải chăng vật chất và phản vật chất tự hủy khi chúng tiếp xúc nhau. Tất cả các thuyết vật lý đều nói rằng khi vụ nổ lớn (Big Bang), đánh dấu sự hình thành ở 13,5 tỉ năm trước, vật chất và phản vật chất có số lượng bằng nhau. Vật chất và phản vật chất kết hợp lại, và tự hủy nhiều lần, cuối cùng chuyển sang năng lượng, được biết như dạng bức xạ phông vũ trụ. Các định luật của tự nhiên đòi hỏi vật chất và phản vật chất phải được tạo dưới dạng cặp. Nhưng một vài phần triệu giây sau vụ Nổ Lớn Big Bang, vật chất dường như nhiều hơn so với phản vật chất một chút, do đó cứ mỗi tỉ phản hạt thì lại có một tỉ + 1 hạt vật chất. Trong giây đầu hình thành vũ trụ, tất cả các phản vật chất bị phá hủy, để lại sau đó là dạng hạt vật chất. Hiện tại, các nhà vật lý vẫn chưa thể tạo ra được một cơ chế chính xác để mô tả quá trình “bất đối xứng” hay khác nhau giữa vật chất và phản vật chất để giải thích tại sao tất cả các vật chất lại đã không bị phá hủy.
Bằng chứng về phản vật chất
Cloud chamber photograph by C.D. Anderson of the first positron ever identified. A 6 mm lead plate separates the upper half of the chamber from the lower half. The positron must have come from below since the upper track is bent more strongly in the magnetic field indicating a lower energy
Một số bằng chứng về sự tồn tại của phản vật chất đã được đưa ra. Quan trọng nhất là việc quan sát các phi đạo của các hạt sơ cấp trong buồng bọtbubble chamber).
Thí nghiệm được tiến hành bởi Carl Anderson vào năm 1932. Ông đã chụp hình được một số cặp phi đạo bị biến mất ngay khi gặp nhau. Dữ liệu này đã làm tăng sự tin tưởng rằng có tồn tại các hạt phản vật chất mà khi một hạt tương tác với chính phản hạt cùng loại sẽ triệt tiêu nhau và sinh năng lượng.
Năm 1996, Phòng thí nghiệm Fermi, (Chicago, Mỹ) đã tạo ra 7 phản nguyên tử hydro trong một máy gia tốc hạt. Có điều các hạt này tồn tại trong thời gian quá ngắn ngủi, lại chuyển động với tốc độ sát gần ánh sáng, nên không thể lưu giữ để nghiên cứu.
Tháng 10 năm 2002, Phòng thí nghiệm vật lý hạt châu Âu (European Organization for Nuclear Research-CERN) thông báo kết quả thí nghiệm ATRAP, tiếp nối thí nghiệm ATHENA tháng 9, tạo ra phản nguyên tử Hydro từ phản proton và positron. Kết quả đo mức năng lượng của các phản hạt trong phản nguyên tử hydro cho thấy, positron chuyển động trên quỹ đạo khá xa tâm phản proton, dẫn đến hệ thống này tồn tại hết sức kém bền vững. Để có được các phản nguyên tử (anti-atom) bền vững, toàn bộ thí nghiệm cần đặt trong môi trường nhiệt độ sát điểm 0 tuyệt đối (-273 độ C), vì ở nhiệt độ cao, các phản nguyên tử sẽ kết hợp với các nguyên tử của môi trường và biến mất ngay lập tức
=================================================
Vì sao chúng ta có thể sống sót?
Một ngày, bạn có thể đột ngột biến mất khỏi cõi đời này mà chưa kịp hiểu gì cả. Nguyên nhân là bạn đã gặp phải “phản vật chất” của mình. Sau 37 năm nghiên cứu, các nhà khoa học vừa tìm ra ra một bằng chứng cực kỳ quan trọng giải thích khả năng sống sót của bạn: vật chất có tính ổn định cao hơn phản vật chất.
Máy dò hạt Babar.
Đây là kết quả nghiên cứu của hơn 600 nhà khoa học thuộc 75 học viện khác nhau trên thế giới (Canada, Trung Quốc, Pháp, Đức, Anh, Italia, Na Uy, Nga và Mỹ). Với sự giúp đỡ của một máy dò hạt (detector) tên là Babar, nặng 1.200 tấn ở Stanford, California, họ đã chứng minh được rằng: hạt B meson (gồm một cặp quark và antiquark) có tính ổn định cao hơn phản hạt của nó.
Vật chất và phản vật chất
Trước vụ nổ Big Bang, vũ trụ của chúng ta chỉ là một điểm vô cùng nhỏ với một nguồn năng lượng vô cùng lớn. Chưa có không gian, thời gian, vật chất. Sau vụ nổ, năng lượng bung ra, hình thành các hạt (tạo nên vật chất) và các phản hạt (tạo nên phản vật chất).
Theo lý thuyết thì:
* Lượng vật chất và phản vật chất bằng nhau.
* Vật chất và phản vật chất (dưới dạng các hạt) biến động không ngừng. Chúng có thể xuất hiện hoặc biến mất liên tục. Xác suất để một hạt hay phản hạt tồn tại trong một thời gian nhất định gọi là tính ổn định.
* Nếu một hạt vật chất gặp phản hạt của nó, mà cả hai cùng có tính ổn định ngang nhau, chúng sẽ biến mất.
Vì 3 lý do trên nên vật chất phải có tính ổn định cao hơn phản vật chất một chút, nếu không toàn bộ vũ trụ sẽ biến mất. Năm 1964, lần đầu tiên nhà vật lý thiên tài người Nga Andrei Sakhrov chứng minh được sự tồn tại của một hạt mà phản hạt của nó kém bền vững hơn: đó là hạt K meson. Sau đó ông đã đưa vào ngành vật lý một khái niệm mới để miêu tả hiện tượng này: hiện tượng vi phạm CP (charge-parity violation: vi phạm trạng thái cân bằng giữa vật chất và phản vật chất).
37 năm liền, các nhà khoa học đã tìm mọi cách để chứng minh rằng hiện tượng vi phạm CP cũng xuất hiện ở các hạt khác nữa, mà trước tiên là ở hạt B meson, song đều không thu được kết quả.
Các vấn đề còn lại
Với việc tìm ra bằng chứng “vi phạm CP” ở hạt B meson, các nhà vật lý đã tìm ra hai loại hạt có độ ổn định lớn hơn phản hạt, góp phần chứng minh rõ hơn quá trình hình thành vật chất sau vụ nổ Big Bang. Tuy nhiên, lượng vật chất tồn tại trong vũ trụ hiện nay vẫn lớn hơn lượng phản vật chất rất nhiều. Có thể, “trong vũ trụ còn tồn tại một thứ gì đấy mà chúng ta chưa biết”, Steward Smith, phát ngôn viên của nhóm khoa học, nói.
“Hoặc là trong vũ trụ còn tồn tại một số loại hạt khác, có thể quá nặng nên các máy gia tốc (dùng để sản xuất các hạt) không tạo ra được, hoặc trong vũ trụ đang ngự trị những hiện tượng vật lý mà chúng ta còn chưa chưa biết đến”, Smith nói.
=================================================
Bí ẩn phản vật chất sắp được giải mã
| 10/12/2010 | |
Reuters 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.
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. QN (Theo http://www.xaluan.com) ================================================= Lần đầu chế tạo thành công “phản vật chất”
Lần đầu tiên trên thế giới, các nhà khoa học châu Âu đã chế thành công “phản vật chất”. Đây là một bước đột phá vật lý đáng kinh ngạc, khiến bộ phim bon tấn “Thiên thần và Ác quỷ” của Hollywood có thể không còn là giả tưởng nữa.  Trong bộ phim viễn tưởng Star Trek, một lò phản ứng phản vật chất đã cung cấp năng lượng vận hành tàu vũ trụ Enterprise. Ảnh Rex Features. Nguồn đọc thêm: |
Users Today : 9
Users Yesterday : 16
Users Last 7 days : 118
Users Last 30 days : 392
Views Today : 20
Views Yesterday : 45
Views Last 7 days : 258
Views Last 30 days : 1867
Views This Month : 507
Views This Year : 2722
Total views : 23263
Who's Online : 1
Your IP Address : 18.97.14.81