modern physics

    LỖ ĐEN CÓ THỂ CÓ “TÓC”, ĐIỀU NÀY VI PHẠM GR( General Relativity) EINSTEIN, 54B Những nghiên cứu gần đây chứng tỏ rằng các  lỗ đen cực trị (extreme black hole) vi phạm định lý “không có tóc –no-hair theorem và vi phạm này chúng ta có  thể ghi đo được.   Theo GR của Einstein ,lỗ đen chỉ có thể có 3 đặc trưng : khối lượng,spin và điện tích. Các đặc trưng khác (tóc) là không tồn tại.Nếu các đặc trưng đó là như nhau cho 2 lỗ đen thì hai lỗ đen đó không phân biệt nhau được.Nói cách khác lỗ đen không có tóc.Như vậy trong GR cố điển 2 lỗ đen như vậy là đồng nhất . Năm 2012 nhà toán học Stefanos Aretakis (Toronto )gợi ý rằng một số lỗ đen có thể có những chỗ bất ổn định trên chân trời  sự cố.Những  bất ổn định này làm phát sinh những vùng trên chân trời sự cố một số điểm có hấp dẫn hút mạnh hơn những vùng khác. Điều này làm cho các lỗ đen (trước đây được xem là đồng nhất ) giờ đây là dị biệt.Song điều này chỉ đúng với những lỗ đen gọi là  lỗ đen cực trị (extremal black hole )-tức là những l

   LỖ ĐEN ÂM THANH 53 B Âm thanh lan truyền trong một chất lỏng giống như ánh sáng trong vùng lân cận lỗ đen. Điều này lập nên mối tương tự là lỗ đen âm thanh . Những thí nghiệm theo hướng nghiên cứu này (tương tự hấp dẫn ) tạo nên những hiện tượng đặc biệt – như bức xạ Hawking –góp nghiên cứu vũ trụ nguyên thủy. Chúng ta không thể chế tạo lỗ đen thực thụ trong phòng thí nghiệm… nhưng có thể tạo nên những tính chất tương tự của hiện tượng hấp dẫn . Hiệu ứng Hawking – sự bốc hơi của lỗ đen – đã được quan sát trong phòng thí nghiệm năm 2016 . Ý tưởng chủ đạo là tạo nên “ chân trời sự cố của lỗ đen , tức là "điểm có vào mà không có ra” của lỗ đen. Tại phòng thí nghiệm Kastler Brossel các nhà vật lý sử dụng những sóng âm thanh trong một chất siêu chảy (superfluid), chất lỏng được gia tốc từ một vận tốc dưới siêu âm đến một vận tốc siêu âm. Kết quả là các sóng sẽ lan truyền như rơi vào đường chân trời sự cố như vậy xuất hiện hiệu ứng Hawking.Những chất siêu chảy với vận tốc siêu âm có

   giới thiệu MÔ HÌNH CÁC BƯỚC NẨY  52B Theo mô hình các bước nẩy (bigbounce nodel)  Vũ trụ trong quá khứ có giai đoạn co lại (contraction) và sau đó lại nẩy lên (bigbounce) bắt đầu giai đoạn dãn nở mà chúng ta đang quan sát hiện nay.Đây là những mô hình song đôi với mô hình lạm phát .Những mô hình này cũng được xem là các mô hình trong khuôn khổ chuẩn của vũ trụ học nhằm thay đổi tình huống gặp phải điểm kỳ dị . Mô hình các bước nẩy dẫn đến sự xem lại các cơ sở của lý thuyết lượng tử nhằm nới rộng lý thuyết lượng tử ra toàn vũ trụ .                                                                      Hình 1  Theo mô hình các bước nẩy, vũ trụ đã co lại trước khi nẩy lên vào giai đoạn dãn nở.Và quá trình này lặp lại có chu kỳ. Năm 1949 Fred Hole (Anh) sáng tạo ra từ Big Bang để mô tả khai sinh vũ trụ , một vụ nổ lớn .Nếu đi ngược thời gian ta gặp phải điểm kỳ dị -- vũ trụ có kích thước bằng không ! và năng lượng bằng vô cùng !Đó là những điều vô nghĩa  Nhiều nhà vật lý cho rằng điểm kỳ

   MÔ HÌNH LẠM PHÁT GIẢI QUYẾT NHIỀU VẤN ĐỀ  51B Thế nào là mô hình lạm phát (inflation model)? Theo mô hình lạm phát ngay sau Big Bang đã xảy  ra quá trình bùng dãn nở vũ trụ đột ngột không gian vũ trụ  (xem hình 1) theo hàm mũ.   Hình 1.Vệ tinh Planck đã cung cấp dữ liệu về quá trình phát triển của vũ trụ.Ban đầu là vụ Lạm phát,đó là sự bùng dãn nở đột ngột  của vũ trụ đến nay đã qua 13,8 tỷ năm. Lạm phát là mô hình phát triển của vũ trụ theo đó trong thời nguyên thủy dã xảy ra một vụ bùng dãn nở không lâu sau Big Bang,một vụ bùng dãn nở theo hàm mủ (exponentielle). Sau lạm phát là thời kỳ phát triển đều của vũ trụ. Trong mô hình này các điểm ban đầu gần nhau bỗng nhiên xa nhau với một vận tốc nhanh hơn vận tốc ánh sáng , song điêù này không mâu thuẫn với lý thuyết tương đối.Thực chất dãn nở đây không phải là vật chất dãn nở mà là không gian (chứa vật chất) dãn nở.Nói cách khác đây là sự dãn nở của  metric  . Lạm phát có nguồn gốc từ công trình của Alexei Starobinsky và sau đó Alan G

   LÝ THUYẾT DÂY QUA THỜI GIAN 50B Hiện nay LTD (Lý thuyết dây) là lý thuyết được chú ý nhiều trong vòng 40 năm qua . Những thành phần cơ bản của vũ trụ là những dây vi mô mà dao động tạo nên những hạt chúng ta biết . LTD còn mô tả các tương tác . Song LTD vẫn còn là một giả thuyết (hypothese) với nhiều bài toán [1].                                     Hình 1 . Đa tạp Calabi-Yao  LTD giả định tồn tại những chiều dư (extra dimensions) ngoài các chiều không thời gian.Các chiều dư này cuộn lại thành những đa tạp hình học gọi  là Calabi-Yao. Trược đây người ta xem các hạt là những điểm , giả thuyết này gây nhiều phiền toái :một số phép tính dẫn đến trị số vô cực --> các nhà vật lý phải dùng đến phương pháp “tái chuẩn hóa-renormalization”để loại chúng mới thu được các trị số khối lượng và điện tích cho các hạt . Lý thuyết QED là đại diện mô tả tương tác giữa electron và photon. Các nhà vật lý đã tiến đến SM (Mô hình chuẩn ). Song tái chuẩn hóa không làm việc với hấp dẫn . Trong LTD tương

   CÂU ĐỐ VŨ TRỤ VỀ HẰNG SỐ VŨ TRỤ  (COSMIC CONUNDRUM) 49B Trong chân không các hạt sinh và hủy liên tục do có năng lượng chân không .Hoạt động này  gần như giải thích được năng lượng tối . Năng lượng chân không được tính ra (bởi Zel’dovich) lớn hơn năng lượng thực tại đến 120 bậc vì vậy các nhà vật lý xem bài toán năng kượng chân không như một bài toán hắc búa của vật lý (Antonia Padilla , Nottingham, Anh đã phát biểu như vậy). Năng lượng chân không là một thành phần quan trong trong “hằng số vũ trụ” và nối liền với năng lượng tối theo sơ dồ của hình vẽ 1.Câu hỏi lớn là các mối tương quan giữa năng lượng chân không ,hằng số vũ trụ /\ (phương trình Einstein) và năng lượng tối ở sơ dồ  hình 1 liệu có đúng hay không ? Nhiều lý thuyết được đưa ra và phải xem là các lý thuyết đó đều có phần duy lý của nó . Sự ra đời của bài toán  Eíntein  đã đưa vào lý thuyết hằng số vũ trụ (để tạo ra lời giải ổn định )song sau đó lại từ chối hằng số đó (big blunder ) vì thực tại vũ trụ dãn nở.  Sự dãn nở

      giới thiệu  CÁCH ĐIỆN TOPO (TI-topological insulator) 48B Hiện nay giới Vật lý chú trọng đến chất cách điện topo TI vì vấn đề này có liên quan đến những vấn đề như các mức bán đầy Landau , các composite fermion và việc nghiên cứu chế tạo nhiều chất liệu mới. Thêm vào đó mối liên hệ năng lượng-momentum của electron trong TI sẽ cung cấp thông tin để nghiên cứu vật lý tương đối trong môi trường đông đặc của những hạt không khối lượng với vận tốc khoảng 200 lần chậm hơn vận tốc ánh sáng trong chân không. Thế nào là TI ? Đó là nhũng chất cách điện ở nội vùng nhưng biên (cạnh-edge và bề mặt-surface) lại là dẫn điện (xem hình 1 ).                                                                                            Hình 1. (a)=2D TI và (b)= 3D TI       Hình 2. (a)=cách điện thông thường ,(b) TI ,(c) hình nón Dirac  của các trạng thái bề mặt trong TI 3D. Trong cách điện thông thường các đường năng lượng trên các cạnh đều nối liền với dải dẫn (hình 2a), trong khi trong các TI thì các