VẬT LÝ HIỆN ĐẠI

     Sự phát hiện hạt nhân không bền magnesium-18 bằng thực nghiệm đã cho thấy sự suy yếu của số magic cho lớp vỏ đóng của 8 neutron.      Hạt nhân nguyên tử thường chỉ bền khi chúng có tỉ số proton và neutron xác định. Các hạt nhân không bền thường là những hạt nhân có sự mất cân bằng lớn về số proton và neutron và có thể xuất hiện trong các phản ứng hạt nhân nhưng phân rã rất nhanh. Gần đây, Yu Yin của Đại học Bắc Kinh, Trung Quốc và Chenyang Niu của Đại học Bang Michigan và các đồng nghiệp đã phát hiện hạt nhân magnesium-18 không bền chưa từng thấy trước đây [1]. Phát hiện của họ mở ra một cơ hội mới để kiểm tra và tinh chỉnh các mô hình cấu trúc hạt nhân.      Trong các thí nghiệm của họ, nhóm nghiên cứu đã bắn chùm hạt nhân magnesium-20 chứa 12 proton và 8 neutron vào một bia. Phản ứng lấy đi 2 neutron từ một số hạt nhân để tạo thành magnesium-18. Các hạt nhân magnesium-18 này phát ra ngay 4 proton để phân rã thành oxygen-14, một quá trì...

Đầu tiên, ta cần tìm hiểu gần đúng WKB (Wentzel–Kramers–Brillouin) là gì? Phương trình Schrödinger \begin{align} -\dfrac{\hbar^2}{2m}\dfrac{d^2\psi}{dx^2} + V(x)\psi &= E\psi \\ \dfrac{d^2\psi}{dx^2} &=-\dfrac{2m[E-V(x)]}{\hbar^2}\psi \end{align} Gọi \begin{equation} p(x) \equiv \sqrt{2m[E-V(x)]} \end{equation} là động lượng (cổ điển) của một hạt có năng lượng $E$ trong thế năng $V(x)$. Phương trình Schrödinger trở thành \begin{equation} \dfrac{d^2\psi}{dx^2} =-\dfrac{p^2}{\hbar^2}\psi \end{equation} Giả sử $E>V(x)$ (vùng cổ điển) khi đó $p(x)$ thực. Hạt bị nhốt trong hố thế. Một cách tổng quát, $\psi$ là hàm phức và ta có thể biểu diễn nó dưới dạng biên độ $A(x)$ và pha $\phi(x)$ \begin{align} \psi(x) = A(x)e^{i\phi(x)} \end{align} Thay vào phương trình Schrödinger \begin{align} A''+2iA'\phi'+iA\phi''-A(\phi ')^2 = -\dfrac{p^2}{\hbar^2}A \end{align} Ta tách làm 2 phương trình cho phần thực và ảo \begin{align} ...

Khi đề cập đến vật lý hạt nhân, chúng ta thường nghĩ đến những ứng dụng sử dụng năng lượng toả ra từ các phản ứng hạt nhân hay công thức E = mc 2 nổi tiếng. Tuy nhiên, vật lý hạt nhân còn có rất nhiều ứng dụng khác trong khoa học công nghệ (ví dụ như nghiên cứu cấu trúc vật liệu, kiểm tra không hủy mẫu) và đời sống xã hội (ví dụ như xạ trị và chẩn đoán hình ảnh trong y học, chiếu xạ trong công nghệ bảo quản thực phẩm). Bên cạnh những ứng dụng, ngành khoa học cơ bản nghiên cứu về hạt nhân nguyên tử từ lâu đã mở rộng đối tượng nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau. Cho đến ngày nay, trong lĩnh vực này vẫn còn những đối tượng nghiên cứu quan trọng liên quan đến hai ngành vật lý hiện đại đang rất được quan tâm như vật lý hạt cơ bản (các quá trình phân rã, tương tác trong vật lý hạt nhân liên quan đến tương tác mạnh, yếu và điện từ trong Mô hình Chuẩn) và vật lý thiên văn (sự hình thành các nguyên tố trong vũ trụ, sao neutron, . ..). Trong sự tỏa sáng của các ngôi sao và quá ...

Cơ học lượng tử phải là một trong những lý thuyết thành công nhất trong khoa học. Được phát triển vào đầu thế kỷ XX, nó được sử dụng để tính toán với độ chính xác đáng kinh ngạc như ánh sáng và vật chất biểu hiện như thế nào - dòng điện đi qua transitor silic trong mạch máy tính như thế nào, hay hình dạng phân tử và làm thế nào chúng hấp thụ ánh sáng. Phần lớn công nghệ thông tin ngày nay dựa trên lý thuyết lượng tử, cũng như một số khía cạnh của hiệu ứng hóa học, sinh học phân tử, khám phá các vật liệu mới, và hơn thế nữa. Tuy nhiên, điều kỳ lạ là không ai thực sự hiểu được lý thuyết lượng tử. Câu nói phổ biến được phát biểu bởi nhà vật lý Richard Feynman có lẽ là đầy tính nghi ngờ nhưng lại đúng, đó là: nếu bạn nghĩ rằng bạn hiểu cơ học lượng tử, thì bạn không hiểu gì. Điều này đã được chứng minh bởi một cuộc thăm dò ý kiến của 33 nhà tư tưởng hàng đầu tại hội nghị ở Áo năm 2011. Nhóm các nhà vật lý, nhà toán học và triết học đã đưa ra 16 câu hỏi trắc nghiệm về ý nghĩa của lý thuyết...

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện một dao động spin tập thể chưa từng thấy trong ngưng tụ Bose-Einstein của các nguyên tử crom.     Trong khí lượng tử lượng tử cực lạnh, các tương tác tập thể giữa các hạt có thể dẫn đến nhiều dạng biểu hiện bất thường, chẳng hạn như siêu lỏng. Các nhà nghiên cứu hiện đã quan sát thấy hiện tượng tập thể mới trong khí spinor - một đám mây nguyên tử cực lạnh có cả tính chất từ và siêu lỏng. Laurent Vernac và các đồng nghiệp từ Đại học Paris 13 ở Villetaneuse đã phát hiện ra rằng từ trường có thể kích thích một dao động spin tập thể trong khí. Nhóm nghiên cứu đã chuẩn bị một ngưng tụ Bose-Einstein dạng quả bóng bằng cách làm lạnh các nguyên tử crom đến 400 nK. Chúng làm thẳng hướng các spin của tất cả các nguyên tử với một từ trường bên ngoài có cường độ tăng dần theo chiều dài của chất ngưng tụ. Sau đó, họ xoay các spin một góc 90° bằng cách sử dụng xung tần số vô tuyến và quan sát động học của các nguyên tử. Trong một trường đồng nhất, các nguy...

Một trong những bí ẩn lớn nhất trong vật lý có thể được giải quyết bằng trường axion giống nệm lò xo lan tỏa không gian và thời gian. Ba nhà vật lý đã cộng tác tại vùng vịnh San Francisco trong năm qua đã nghĩ ra một giải pháp mới cho bí ẩn đã chiếm lĩnh lĩnh vực của họ trong hơn 30 năm. Câu đố sâu sắc này đã thúc đẩy các thí nghiệm tại các các máy va chạm hạt và đưa ra giả thuyết đa vũ trụ gây tranh cãi, dẫn đến câu hỏi mà một học sinh lớp bốn hỏi: Làm thế nào một nam châm có thể nhấc một kẹp giấy chống lại lực hấp dẫn của toàn bộ hành tinh? Mặc dù bị ảnh hưởng bởi sự chuyển động của các ngôi sao và các thiên hà, lực hấp dẫn yếu gấp hàng trăm triệu nghìn tỉ lần so với lực từ và các lực lượng vi mô khác của thiên nhiên. Sự khác biệt này xuất hiện trong các phương trình vật lý như là sự khác nhau vô lý giữa khối lượng của hạt Higgs, một hạt được phát hiện vào năm 2012 để kiểm soát khối lượng và lực liên kết với các hạt đã biết khác, và khoảng khối lượng mong đợi trạng thái hấp dẫn của ...

Hội nghị tháng 4 năm 2018 APS, Columbus, Ohio - Cuộc họp tháng Tư năm nay tiếp tục chủ đề "Quark đến Vũ trụ" với ba phiên họp toàn thể, đáng chú ý nhất là Phiên họp toàn thể của Hội đồng sáng lập Kavli: Một thế kỷ Feynman. Một phiên họp toàn thể thứ hai bao gồm một loạt các chủ đề "Từ an ninh hạt nhân đến sự nhập hai sao neutron" và một phiên thứ ba đặc trưng người chiến thắng huy chương APS là Eugene Parker và người đoạt giải Nobel là Rainer Weiss và Barry Barish.  Một thế kỷ Feynman Phiên họp toàn thể Kavli đã bắt đầu cuộc họp tháng Tư vào sáng thứ Bảy với một cuộc nói chuyện về cuộc đời của Richard Feynman (1918-1988) do một chuyên gia đưa ra: em gái của ông, Joan. Bài nói chuyện của cô, có tựa đề "Người em tò mò" của Feynman kéo dài thời thơ ấu của cô học từ anh trai cô, đến kinh nghiệm của cô như một nhà khoa học nữ, đến cái nhìn ngắn gọn về một ví dụ nghiên cứu khí hậu của cô trước khi kết thúc bằng lời nhớ của anh trai cô. Joan Feynman, một nhà t...