Ta vừa bước gần hơn tới khả năng điều khiển vật chất theo ý muốn của mình

Ta vừa bước gần hơn tới khả năng điều khiển vật chất theo ý muốn của mình
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Hãy tưởng tượng những gì bạn làm với những mảnh ghép Lego có thể áp dụng lên nguyên tử, phân tử vậy.

Ta có mấy cái danh xưng hào nhoáng như “nhà hóa học tới từ trường danh tiếng X”, bảng tuần hoàn cập nhật thêm những thành tố mới, “âm mưu” cho ta thấy Hóa học tuyệt đẹp như thế nào để dụ ta học bài, ... nhưng cuối cùng thì các nhà hóa học chẳng biết gì về các phân tử cả.

Một phần vấn đề nan giải này nằm ở chỗ họ chẳng thể thực sự điều khiển được phân tử vì chúng xoay, rung và trao đổi electron với nhau, tất cả đều ảnh hưởng tới cách chúng phản ứng với nhau và với môi trường xung quanh. Tất nhiên, các nhà khoa học biết rõ về các phản ứng hóa học ấy và vận dụng nó vào cuộc sống. Nhưng nếu ta muốn sử dụng các phân tử như những công cụ thực sự, để có thể ghép nối chúng lại như những mảnh xếp hình, thì ta cần phải thực sự “điều khiển được phân tử”.

Các nhà khoa học chưa tới được tầm cao đó, nhưng các nghiên cứu tại Viện Quy chuẩn Công nghệ Quốc gia đã thực hiện được bước đầu của chướng ngại vật này: họ đã điều khiển được hành vi của một nguyên tử đơn lẻ.

Ở mức độ cơ bản nhất, việc kiểm soát một phân tử sẽ giúp các nhà khoa học hiểu hơn về nó. “Đây là một vấn đề nan giải đã có từ lâu rồi”, Dietrich Leibfried, một nhà vật lý học từ Nhóm Tích trữ Ion NIST tại Boulder, Colorado nói. “Toàn bộ vạn vật xung quanh chúng ta đều được tạo nên từ các phân tử, nhưng ta lại khó có thể nghiên cứu kĩ càng và chính xác tuyệt đối về chúng”. Điều đó cần tới những ứng dụng thực tế.

Ví dụ, NIST giữ một bảng các thuộc tính của phân tử được cập nhật liên tục để các nhà vật lý học Vũ trụ có thể tham khảo chúng mỗi khi họ phát hiện ra được điều gì đó ở trên các ngôi sao xa xôi và các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời “tiềm năng”. Bảng thuộc tính này chưa được hoàn thiện 100% nhưng dần dần, qua các nghiên cứu và ta có thể điền vào những khoảng trống ấy, các nhà khoa học có thể dựa vào đó để đưa ra những dự đoán chính xác hơn về việc hành tinh xa xôi kia liệu có thể có sự sống hay không?

Một khi có được khả năng điều khiển tối thượng ấy – khả năng điều khiển vật chất (dù chỉ là ở mức giới hạn), ta sẽ không chỉ có một cái nhìn rõ ràng hơn về vạn vật xung quanh ta mà quan trọng nhất là lúc ấy, con người đã có thể nắm được bí mật của Tạo hóa.

Nhưng đừng vội mừng, thử nghiệm này vẫn đang được ... thử nghiệm tiếp. Các nhà khoa học đã có thể điều khiển các nguyên tử trong môi trường chân không cực lạnh và sử dụng các tia laser, vì thế các nhà nghiên cứu tại NIST cũng xây dựng mô hình điều khiển nguyên tử dựa trên nền tảng đã có sẵn đó. Nghiên cứu của họ mới được đăng tải trên tạp chí Nature có mô tả thí nghiệm như sau:

Họ bắt đầu thử nghiệm bằng một khoang chân không – một hộp có cạnh dài 7 cm chứa một điện cực nhỏ, điện cực ấy lại mang theo một ion nguyên tử calcium có điện tích dương. Sau đó phân tử khác được đưa vào: đó là khí hydrogen đã được ion-hóa, đưa vào hộp nhỏ kia cho tới khi một thành phần khí H2 duy nhất phản ứng với nguyên tử calcium.

Giờ đây, nguyên tử đã được ion-hóa kia và phân tử đã được ion-hóa kẹt với nhau trong khoảng không gian hẹp. Nhưng vì điện tích đối lập, chúng phản lại nhau và chính phản lực ấy khiến cho chúng rung lên – không khác gì việc bạn đưa hai đầu nam châm có cực đối nghịch lại cần nhau cả. Bên cạnh đó, những hạt vật chất ấy còn xoay, như một quả bóng tennis được ném lên không vậy.

Ngay tại lúc đó, các nhà khoa học đóng băng cặp hạt này lại. Sử dụng một tia laser năng lượng thấp chiếu vào nguyên tử calcium, làm lạnh nó rồi thông qua đó làm nó chậm lại, và vì nguyên tử calcium này được “kết cặp” với phân tử hydrogen, nên phân tử kia cũng dừng rung. Đó mới là phần đơn giản của thử nghiệm này, bởi cặp hạt được kết nối này vẫn tiếp tục quay.

“Việc xoay này của hạt là thứ khó điều khiển nhất chúng tôi phải đối mặt”, Leibfried nói. Tưởng tượng việc bạn phải ghép hai miếng Lego lại vào nhau khi chúng đang xoay vậy. Nhưng Leibfried và nhóm làm việc của mình đã biết cách dừng những hạt này lại, họ đã tìm ra cách làm được việc đó vào năm ngoái, nhờ việc sử dụng những tia laser với những tần số nhất định.

Nhưng toàn bộ công sức nghiên cứu sẽ chẳng để làm gì nếu như ta không biết những phân tử này chỉ về hướng này. Nếu như bạn muốn kiểm tra điều này trên một phân tử - bằng cách bắn một tia laser khác vào – bạn sẽ khiến cho hạt lại xoay theo chiều ngẫu nhiên. Vì thế thay vào đó, các nhà nghiên cứu tại NIST bắn một tia laser nhỏ xíu vào nguyên tử calcium khiến nó rung (chứ không xoay).

Bởi nó vẫn còn kết nối với phân tử hydrogen, họ sẽ thông qua liên kết này để đọc trạng thái của hạt thông qua cách mà các tia sáng laser phản chiếu và tán ra khi chiếu vào nguyên tử này. Quá trình này chỉ diễn ra trong vòng một mili-giây và cuối cùng, họ sẽ xem kết quả có được để kết luận xem các phân tử có hoạt động đúng ý đồ chiếu tia laser của họ hay không.

Nhưng mà làm thế để làm gì? Nếu như ta có thể điều khiển, định hướng được một phân tử, ta đã tiến gần hơn một bước tới việc kết hợp các nguyên tử và phân tử theo cách mà mình muốn, không còn phải ném một đống hạt vào trong “máy trộn” và cầu rằng Thánh Ngẫu Nhiên sẽ cho ta một kết quả như ý muốn. Hiểu một cách đơn giản, thì ta có thể ghép các miếng Lego lại theo đúng ý đồ của mình mà không phải lắc bừa để chúng tự nối vào nhau nữa.

Khi có được khả năng điều khiển vật chất này, thế giới sẽ biến thành một bộ đồ chơi Lego khổng lồ.

Khi có được khả năng điều khiển vật chất này, thế giới sẽ biến thành một bộ đồ chơi Lego khổng lồ.

Hệ thống điều khiển phân tử này dựa trên mô hình từ người thầy của Leibfried, người đã từng đoạt giải Nobel danh giá ông David Wineland. Chính ông Wineland đã đặt nền móng cho việc điều khiển nguyên tử trong đồng hồ nguyên tử, dựa trên những hạt ion bị khóa trong một môi trường được kiểm soát. Nhưng không giống với đồng hồ nguyên tử - thứ đã thay đổi cách các nhà khoa học đo đếm thời gian, dẫn tới những đột phá ví dụ như công nghệ GPS, công nghệ mới này vẫn chưa thể “cách mạng hóa” được toàn bộ ngành hóa học.

Các nhà khoa học vẫn cần thời gian để hoàn thiện khả năng điều khiển này, và bên cạnh đó họ cũng chưa chứng minh được sự hiệu quả của bất kì phân tử nào khác ngoài hydrogen. Hiện tại, việc mới điều khiển được chỉ một phân tử khiến cho toàn ngành này khó như việc xây một tòa nhà Lego cao lớn với chỉ một mẩu xếp hình bé nhỏ.

Tham khảo Wired

Bầu khí quyển của Trái Đất thay vì 5 lớp thì vẫn còn một lớp nữa mà bạn chưa hề biết tới

tinybook tinybook 5 tháng 1 ngày
Bầu khí quyển của Trái Đất thay vì 5 lớp thì vẫn còn một lớp nữa mà bạn chưa hề biết tới
Nó có thể là khó tin, nhưng đối với một phần nào đó của bầu khí quyển, nghiên cứu khoa học vẫn chưa được thực hiện.

Sẽ thế nào khi rau được trồng trong nhà máy, bằng robot, AI và thế hệ nông dân 4.0?

tinybook tinybook 5 tháng 1 ngày
Sẽ thế nào khi rau được trồng trong nhà máy, bằng robot, AI và thế hệ nông dân 4.0?
Hơn 1.600 công ty khởi nghiệp đã đầu tư 1,8 tỷ USD vào các nông trại thẳng đứng trong vòng 1 thập kỷ qua.

Thuộc hệ “chăm săn sale” phải nằm lòng chiêu này, vừa sắm được hàng ngon vừa bảo toàn lương đầu tháng!

tinybook tinybook 5 tháng 1 ngày
Thuộc hệ “chăm săn sale” phải nằm lòng chiêu này, vừa sắm được hàng ngon vừa bảo toàn lương đầu tháng!
Cứ mỗi dịp đầu tháng, các chương trình giảm giá khởi động thì cũng là lúc các tín đồ mua sắm khoe chiến tích săn sale và chia sẻ cách mua thế nào được hưởng được lợi nhiều nhất.

Warner Bros. hé lộ loạt chi tiết mới trong Godzilla vs. Kong: Hết đánh trên bờ lại lôi nhau xuống biển, chắc chắn có kẻ bại trận, không có chuyện giảng hòa

tinybook tinybook 5 tháng 1 ngày
Warner Bros. hé lộ loạt chi tiết mới trong Godzilla vs. Kong: Hết đánh trên bờ lại lôi nhau xuống biển, chắc chắn có kẻ bại trận, không có chuyện giảng hòa
Được biết, tổng thời lượng các phân cảnh đối đầu giữa Godzilla và Kong sẽ lên đến gần 20 phút trong bom tấn này, dự kiến ra mắt vào ngày 31/3 tới đây.

Chính xác thì B.1.1.7 là "dòng", "biến chủng" hay "biến thể" của virus SARS-CoV-2?

tinybook tinybook 5 tháng 1 ngày
Chính xác thì B.1.1.7 là "dòng", "biến chủng" hay "biến thể" của virus SARS-CoV-2?
Các nhà sinh học rất muốn báo chí và công chúng sử dụng đúng thuật ngữ chuyên môn của họ.

TopCV - Nền tảng công nghệ tuyển dụng “sát cánh” cùng nhà tuyển dụng

tinybook tinybook 5 tháng 1 ngày
TopCV - Nền tảng công nghệ tuyển dụng “sát cánh” cùng nhà tuyển dụng
Sự phát triển của các nền tảng tuyển dụng đang là cơ hội giúp nhà tuyển dụng tiếp cận được ứng viên dễ dàng hơn và TopCV đang là trở thành sự lựa chọn hàng đầu.

Những diễn viên từng sử dụng công nghệ trẻ hóa để “cưa sừng làm nghé” không hề giả trân trong các bom tấn của Hollywood

tinybook tinybook 5 tháng 2 ngày
Những diễn viên từng sử dụng công nghệ trẻ hóa để “cưa sừng làm nghé” không hề giả trân trong các bom tấn của Hollywood
Với công nghệ de-aging, các diễn viên sẽ được trẻ hóa một cách đơn giản hơn, chân thực hơn thay vì dành hàng tiếng đồng hồ cho khâu trang điểm và lựa chọn trang phục.

WandaVision: Lý giải về Chaos Magic, ma thuật khủng khiếp của Scarlet Witch với khả năng thay đổi bản chất thực tại

tinybook tinybook 5 tháng 2 ngày
WandaVision: Lý giải về Chaos Magic, ma thuật khủng khiếp của Scarlet Witch với khả năng thay đổi bản chất thực tại
Tập phim mới nhất của WandaVision đã chính thức mang đến khái niệm về Chaos Magic - 1 trong những nguồn sức mạnh lâu đời và khủng khiếp nhất trong nguyên tác truyện tranh Marvel.

Thí nghiệm với hai người mất xúc giác chứng minh thế giới chúng ta đang sống không phải là thực tại ảo

tinybook tinybook 5 tháng 2 ngày
Thí nghiệm với hai người mất xúc giác chứng minh thế giới chúng ta đang sống không phải là thực tại ảo
Tất cả chúng ta không phải là những bộ não bị nhúng trong bình thủy tinh.

Warner Bros. xác nhận sẽ "đập đi xây lại" Superman, Henry Cavill sắp bị cho ra rìa?

tinybook tinybook 5 tháng 2 ngày
Warner Bros. xác nhận sẽ "đập đi xây lại" Superman, Henry Cavill sắp bị cho ra rìa?
Warner Bros. đã công bố dự án Superman reboot do J.J. Abrams sản xuất, và có thể Henry Cavill sẽ không phải cái tên cho vai chính mà họ đang nhắm đến.

Những con kênh nổi tiếng của Venice đang cạn nước: Hậu quả của biến đổi khí hậu?

tinybook tinybook 5 tháng 2 ngày
Những con kênh nổi tiếng của Venice đang cạn nước: Hậu quả của biến đổi khí hậu?
Triều cường đã rút cạn các con kênh của thành phố được mệnh danh là lãng mạn nhất châu Âu.

Zulihome - Điểm đến tin cậy cho gia đình Việt muốn mua robot hút bụi thông minh

tinybook tinybook 5 tháng 2 ngày
Zulihome - Điểm đến tin cậy cho gia đình Việt muốn mua robot hút bụi thông minh
Ngay từ khi thành lập và phát triển, Zulihome đã chứng minh được sự uy tín với khách hàng bằng việc cung cấp robot hút bụi thông minh chính hãng từ các thương hiệu nổi tiếng.

Mày mò tìm kiếm ở thành phố diệt vong Pompeii, các nhà khoa học sửng sốt khi khám phá ra thứ "độc nhất vô nhị" vô cùng quý giá

tinybook tinybook 5 tháng 2 ngày
Mày mò tìm kiếm ở thành phố diệt vong Pompeii, các nhà khoa học sửng sốt khi khám phá ra thứ "độc nhất vô nhị" vô cùng quý giá
Một cỗ xe ngựa 2.000 năm tuổi của người La Mã đã được phát hiện "gần như nguyên vẹn" ở ngoại ô thành phố diệt vong Pompeii.

Những sự thật thú vị và cực dị về Gollum, nhân vật độc đáo nhất của Lord of the Rings cũng như nền văn hóa đại chúng thế giới

tinybook tinybook 5 tháng 3 ngày
Những sự thật thú vị và cực dị về Gollum, nhân vật độc đáo nhất của Lord of the Rings cũng như nền văn hóa đại chúng thế giới
Ra đời vào năm 1937 dưới ngòi bút của nhà văn J. R. R. Tolkien trong bộ tiểu thuyết The Hobbit, Gollum có thể coi là 1 nhân vật cực kỳ khác biệt và trở thành nét đặc trưng ấn tượng khó phai trong vũ trụ Lord of the Rings rộng lớn.

WandaVision: Sức mạnh của Wanda là bẩm sinh, không liên quan đến Mind Stone, X-Men đang ở gần MCU hơn bao giờ hết

tinybook tinybook 5 tháng 3 ngày
WandaVision: Sức mạnh của Wanda là bẩm sinh, không liên quan đến Mind Stone, X-Men đang ở gần MCU hơn bao giờ hết
Tập phim mới nhất của WandaVision đã hé lộ nguồn gốc sức mạnh của Wanda Maximoff, và nó không bắt nguồn từ Mind Stone như chúng ta vẫn lầm tưởng.

[CHÍNH THỨC] 9 nhóm đối tượng ưu tiên và miễn phí tiêm vaccine COVID-19

tinybook tinybook 5 tháng 3 ngày
[CHÍNH THỨC] 9 nhóm đối tượng ưu tiên và miễn phí tiêm vaccine COVID-19
Nghị quyết số 21/NQ-CP ngày 26/2/2021 về mua và sử dụng vaccine phòng COVID-19 nêu rõ 9 nhóm đối tượng ưu tiên tiêm và miễn phí.

Thủ đô Anh Quốc đột nhiên thành "vương quốc chuột", to khổng lồ và nhiều gấp đôi con người: Tại sao có chuyện đó?

tinybook tinybook 5 tháng 3 ngày
Thủ đô Anh Quốc đột nhiên thành "vương quốc chuột", to khổng lồ và nhiều gấp đôi con người: Tại sao có chuyện đó?
Người London có thể sẽ sốc khi chứng kiến chuột xuất hiện ở những nơi chưa từng thấy. Lại còn là chuột khổng lồ.

Kinh dị chuyện nhà vệ sinh công cộng thời La Mã, nơi tất cả mọi người chùi chung bằng 1 cái que

tinybook tinybook 5 tháng 3 ngày
Kinh dị chuyện nhà vệ sinh công cộng thời La Mã, nơi tất cả mọi người chùi chung bằng 1 cái que
Đó là một cái que buộc bọt biển được 500 anh em truyền tay nhau chùi đến lúc hỏng thì thôi...

Điệp viên nghỉ hưu kể chuyện nghề: Hóa ra những gì chúng ta xem trên phim lâu nay thực sự tồn tại, thậm chí đôi khi còn thú vị hơn thế

tinybook tinybook 5 tháng 3 ngày
Điệp viên nghỉ hưu kể chuyện nghề: Hóa ra những gì chúng ta xem trên phim lâu nay thực sự tồn tại, thậm chí đôi khi còn thú vị hơn thế
Điệp viên chắc chắn là một trong những nghề thú vị, đặc biệt, nguy hiểm và khiến mọi người tò mò bậc nhất thế giới.

Siêu thị tại Hà Lan bị doạ tẩy chay vì bán phở Việt “fake”: Trông chẳng khác gì mì trộn, sợi vàng như nghệ, ăn kèm sốt thịt gà

tinybook tinybook 5 tháng 3 ngày
Siêu thị tại Hà Lan bị doạ tẩy chay vì bán phở Việt “fake”: Trông chẳng khác gì mì trộn, sợi vàng như nghệ, ăn kèm sốt thịt gà
Nhiều khách hàng bức xúc khi nhìn thấy món phở "quốc hồn quốc tuý" của Việt Nam bị chế tạo theo một phiên bản hoàn toàn khác, thậm chí họ còn kêu gọi tẩy chay chuỗi siêu thị này.

Bill Gates, vắc xin và những chiếc khẩu trang

tinybook tinybook 5 tháng 3 ngày
Bill Gates, vắc xin và những chiếc khẩu trang
Dù đã được tiêm vắc xin chống Covid-19 nhưng tỷ phú từ thiện Bill Gates nói rằng ông vẫn tiếp tục đeo khẩu trang, nhất là khi ở gần những người cao tuổi chưa được tiêm phòng.

"Soi" Joker của Justice League: Đổi giọng, che hình xăm để "lột xác" từ trong ra ngoài

tinybook tinybook 5 tháng 4 ngày
"Soi" Joker của Justice League: Đổi giọng, che hình xăm để "lột xác" từ trong ra ngoài
Snyder đã hé lộ tạo hình đầu tiên về Joker trong đoạn trailer mới ra mắt. Không quá lời khi cho rằng Justice League của Snyder có cách tiếp cận hoàn toàn mới về nhân vật này. Sự lột xác này mạnh mẽ đến mức nào?

Đây là cây đinh ba của Aquaman với khả năng phóng nước cực đỉnh, dùng để rửa bát siêu sạch

tinybook tinybook 5 tháng 4 ngày
Đây là cây đinh ba của Aquaman với khả năng phóng nước cực đỉnh, dùng để rửa bát siêu sạch
Không quá bá đạo như nguyên tác truyện tranh, nhưng cây đinh ba của Aquaman này hoàn toàn có thể sử dụng để rửa bát, rửa ô tô hay đấu súng nước với bạn bè.

Bóng tối phía sau ngành công nghiệp anime tỷ USD của Nhật Bản

tinybook tinybook 5 tháng 4 ngày
Bóng tối phía sau ngành công nghiệp anime tỷ USD của Nhật Bản
Đại dịch thúc đẩy sự bùng nổ của ngành công nghiệp anime Nhật Bản. Nhưng dù khối lượng công việc và lợi nhuận của ngành tăng lên, các họa sĩ diễn hoạt vẫn nhận mức lương ít ỏi.

[Video] Hé lộ loạt kỹ xảo đỉnh cao giúp Lord of the Rings vẫn đẹp lung linh, không hề "out meta" so với phim ngày nay

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
[Video] Hé lộ loạt kỹ xảo đỉnh cao giúp Lord of the Rings vẫn đẹp lung linh, không hề "out meta" so với phim ngày nay
Dù đã 2 thập kỷ trôi qua nhưng những kỹ xảo trong bộ 3 phim The Lord of the Rings vẫn cứ là đẹp mê hồn và không hề bị lép vế so với các tác phẩm hiện tại

WandaVision: Những đoạn quảng cáo vô thưởng vô phạt, vô vị vô duyên hóa ra lại liên quan rất mật thiết đến Wanda

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
WandaVision: Những đoạn quảng cáo vô thưởng vô phạt, vô vị vô duyên hóa ra lại liên quan rất mật thiết đến Wanda
Những đoạn quảng cáo trong WandaVision có thể coi là easter egg nhỏ liên quan đến quá khứ, hiện tại và cả tương lai của nữ pháp sư quyền năng Wanda Maximoff.

Trailer Army of the Dead lên sóng: Mãn nhãn với phi vụ cướp nhà băng gay cấn giữa trung tâm đại dịch zombie

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
Trailer Army of the Dead lên sóng: Mãn nhãn với phi vụ cướp nhà băng gay cấn giữa trung tâm đại dịch zombie
Dưới bàn tay của đạo diễn Zack Snyder, Army of the Dead sẽ là 1 luồng gió mới lạ cho dòng phim zombie vốn đã quá quen thuộc với khán giả thế giới.

Bí mật ẩn sau 6 chiếc ghế luôn 'cháy vé' của hãng hàng không Singapore Airlines

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
Bí mật ẩn sau 6 chiếc ghế luôn cháy vé của hãng hàng không Singapore Airlines
Không phải hạng ghế thương gia, trên chiếc Airbus A350-900ULR của hãng Singapore Airline luôn có 6 chỗ ngồi được các hành khách tranh giành nhau mỗi khi đặt chỗ.

Dàn diễn viên Spider-Man hé lộ tên phần phim tiếp theo: Mỗi người 1 tiêu đề, không rõ là đang troll khán giả hay "tung thính" cho đa vũ trụ

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
Dàn diễn viên Spider-Man hé lộ tên phần phim tiếp theo: Mỗi người 1 tiêu đề, không rõ là đang troll khán giả hay "tung thính" cho đa vũ trụ
Chưa ra mắt nhưng Spider-Man 3 đã biết cách "bắt lú" fan hâm mộ rồi.

WandaVision: Cô hàng xóm thân thiện Agnes hiện nguyên hình phản diện, nhưng nhiều khả năng vẫn chưa phải trùm cuối

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
WandaVision: Cô hàng xóm thân thiện Agnes hiện nguyên hình phản diện, nhưng nhiều khả năng vẫn chưa phải trùm cuối
Cú twist đến sái cổ trong tập mới nhất của WandaVision đã hé lộ Agnes thực chất chính là phù thủy Agatha Harkness, nhưng rất có thể đằng sau đó vẫn còn 1 thế lực đen tối khác đang giật dây để phá hoại cuộc đời của Wanda.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat