Tìm hiểu về lỗ đen và Helium (He) siêu lỏng là gì?

Tại hội thảo do Hiệp hội Vật lý Mỹ tổ chức mới đây, các nhà nghiên cứu vừa công bố những kết quả quan sát mới nhất về He siêu chảy. Họ chạy mô hình mô phỏng He-4, ở nhiệt độ khoảng 2 độ Kelvin (-271 độ Celcius).

  • Bài viết tạo bởi: | Lượt xem bài viết: 936,583 (View) | Ngày cập nhật nội dung gần nhất: 18-10-2021 06:16:38
  • Ðánh giá: 1 11 21 31 41 5(5 sao 5 đánh giá)

1 Lỗ Đen Và Helium (He) Siêu Lỏng là gì?


"Lỗ đen và helium (He) siêu lỏng""những đối tượng thú vị của vật lý". Một thứ nổi tiếng vì lực hấp dẫn mạnh đến nỗi cả ánh sáng cũng không thoát được nếu vô tình đi ngang qua. Một thứ nổi tiếng vì có khả năng chảy mà không gặp ma sát trên bất kỳ bề mặt nào. 

Nhưng 2 thứ tưởng chừng không có liên quan này vừa được ghi nhận là "có liên quan" ở một số đặc tính lượng tử, theo các mô hình giả lập máy tính mới nhất. Một trong những vật chất có thể tái tạo dễ dàng trên Trái Đất lại có những tính chất kỳ lạ giống các thiên thể đặc biệt nằm sâu xa ngoài vũ trụ ngoài tầm với của con người. 
 


Tìm hiểu về lỗ đen và Helium (He) siêu lỏng là gì?

Tìm hiểu về lỗ đen và Helium (He) siêu lỏng là gì?, Bản quyền truy cập link xem bài viết: https://vietadsgroup.vn/tim-hieu-ve-lo-den-va-helium-he-sieu-long-la-gi.html

 

Hình 1: Lỗ Đen Và Helium (He) Siêu Lỏng là gì?
 

Tại hội thảo do Hiệp hội Vật lý Mỹ tổ chức mới đây, các nhà nghiên cứu vừa công bố những kết quả quan sát mới nhất về He siêu chảy. Họ chạy mô hình mô phỏng He-4, ở nhiệt độ khoảng 2 độ Kelvin (-271 độ Celcius).
 

Trong mô hình này, các nhà vật lý theo dõi quá trình rối lượng tử của các nguyên tử He. Họ chọn ra một mẫu ảnh cầu và quan sát rối lượng tử giữa các nguyên tử nằm bên trong ảnh cầu cũng như ở bên ngoài. Mục đích của quan sát này nhằm tìm ra loại entropy tồn tại bên trong He siêu chảy.
 

Entropy là một đại lượng đặc trưng cho sự "rối loạn" bên trong một hệ vật chất, tương đương với số lượng thông tin mà nó chứa đựng. Nhưng theo quan sát trên, entropy của He siêu chảy diễn ra theo hướng ngược với các logic thông thường.
 

Cụ thể thay vì giá trị entropy tăng lên cùng với thể tích của khối ảnh cầu, nó lại tăng theo diện tích bề mặt của khối cầu đó. Đặc điểm này giống với việc tăng entropy của lỗ đen khi nó hút thêm vật chất và nở thêm ra. Và đây là lần đầu tiên mà các nhà vật lý quan sát thấy hiện tượng này khi tiến hành mô phỏng hoá mọi loại vật chất con người đã biết.
 


Tìm hiểu về lỗ đen và Helium (He) siêu lỏng là gì?

Tìm hiểu về lỗ đen và Helium (He) siêu lỏng là gì?, Bản quyền truy cập link xem bài viết: https://vietadsgroup.vn/tim-hieu-ve-lo-den-va-helium-he-sieu-long-la-gi.html

 

Hình 2: Mô hình He siêu lỏng ghi nhận tính chất entropy giống với lỗ đen
 

Nhà vật lý Christopher Herdman thuộc ĐH Waterloo (Canada), diễn tả về logic entropy "thông thường": "Nếu anh tăng gấp đôi kích thước một cái hộp, anh sẽ có khả năng tăng gấp đôi số lượng thông tin chứa bên trong đó".
 

Vì không gian để các nguyên tử dao động càng nhiều thì khả năng hỗn loạn của chúng cũng tăng lên tương ứng. Nhưng ở lỗ đen, con số này không tăng theo thể tích mà theo diện tích bề mặt, vốn chậm hơn so với tốc độ tăng của thể tích. Đặc tính lượng tử này của lỗ đen được gọi là "luật bề mặt" (area law).
 

Khối cầu siêu chảy He này tương tự với vùng chân trời sự kiện của lỗ đen, nơi mà một khi đã bước qua, bạn sẽ không thể quay đầu được nữa (kể cả ánh sáng). Trong lỗ đen, các phần tử vật chất ở đầu bên này của chân trời sự kiện vẫn có thể rối lượng tử được với các phần tử vật chất khác ở đầu bên kia, tương tự những gì mô hình He siêu chảy vừa ghi nhận được.
 

Nhà vật lý Joe Serene thuộc ĐH Georgetown tại Washington, D.C (Mỹ) bày tỏ sự phấn khích: "Tôi nghĩ đây là một kết quả hết sức thú vị". Song, đây chỉ mới là kết quả dựa mô hình mô phỏng. Chỉ khi nào các thí nghiệm thực tế ghi nhận điều tương tự, chúng ta mới có thể chắc chắn về kết luận trên. Serene nói thêm: "Vẫn cần phải phân biệt rõ ràng liệu chúng sẽ diễn ra như thế nào trong các hệ thống thí nghiệm thực tế".

Tuy vậy, nếu hiện tượng trên được chứng minh là có thật, thì nó có ý nghĩa gì? Nó cho thấy "luật bề mặt" thực sự tồn tại. "Luật bề mặt" nói rằng entropy của lỗ đen tỷ lệ với diện tích bề mặt. Nhưng vì các lỗ đen nằm ở rất xa Trái Đất nên cho đến nay, chúng ta chỉ có thể tạo dựng được nó thông qua các mô hình mô phỏng trên máy tính.
 

Ngoài ra, "luật bề mặt" còn là cơ sở cho nguyên lý holographic, vốn cho rằng các thông tin xảy ra bên trong một khoảng không có thể được tái tạo lại toàn bộ trên một bề mặt suy biến của nó. Nguyên lý holographic được xem là một thuộc tính của hấp dẫn lượng tử. Đây là một lý thuyết tìm cách đồng nhất 2 lý thuyết vật lý lớn nhất hiện nay là thuyết lượng tử (đúng ở tầm vi mô) và thuyết hấp dẫn (đúng ở tầm vĩ mô).
 


Tìm hiểu về lỗ đen và Helium (He) siêu lỏng là gì?

Tìm hiểu về lỗ đen và Helium (He) siêu lỏng là gì?, Bản quyền truy cập link xem bài viết: https://vietadsgroup.vn/tim-hieu-ve-lo-den-va-helium-he-sieu-long-la-gi.html

 

Hình 3: "Luật bề mặt" là một lý thuyết quan trọng để thống nhất thuyết lượng tử và thuyết tương đối
 

Ngoài ra, "luật bề mặt" cũng là tiền đề cho một lý thuyết nói rằng cấu trúc của không-thời gian (spacetime) rất có thể là kết quả của rối lượng tử. Nhà vật lý Markus Greiner thuộc ĐH Harvard (Mỹ), nhận định: "Entropy lượng tử là một khái niệm rất thành công xuyên suốt trên nhiều lãnh địa vật lý. Vấn đề lớn duy nhất của nó là không ai biết cách làm sao... có thể đo lường được chúng trong các hệ thống đời thật".

2 Nghiên cứu Heli siêu lỏng về tính siêu dẫn


Thông qua hiện tượng này, các nhà nghiên cứu mong muốn được nhìn thấy một quá trình chuyển pha mới. Vì khi người ta nhận ra được trạng thái này. Họ thấy nó có thể chuyển pha hiệu quả hơn bất cứ những quan sát nào được ghi lại về khí Heli trước đó.

Khi một đồng vị của Heli, chính là Heli-3 được làm lạnh đến khoảng 3,2 độ trước độ không tuyệt đối (-273 oC). Nó sẽ chuyển từ trạng thái khí heli sang trạng thái lỏng- sự chuyển pha. Và nếu tiếp tục làm lạnh đến khoảng một phần nghìn độ so với độ không tuyệt đối thì nó sẽ thành một chất siêu lỏng. Có thể chảy liên tục mà không phụ thuộc vào môi trường xung quanh. Nếu bạn đặt nó vào một kênh tròn thì nó sẽ chảy liên tục trong đó mãi mãi. Không bị dừng lại do ma sát. Điều này tương tự với điện tử của một chất siêu dẫn. Điện tử có thể chạy liên tục mà không chịu ảnh hưởng của các nguyên tử trong dây dẫn.

3 Ta có thể gọi hai trạng thái khí và lỏng lần lượt là pha A và pha B


Heli trong một số trường hợp được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ mà tại đó Heli được cho là sẽ chuyển từ A về B. Nhưng thực tế nó vẫn ở pha A mặc dù nó có thể tự chuyển đổi sang pha B. Sự chuyển pha có thể xảy ra lúc này là do các tia vũ trụ hay bức xạ địa phương. Nó tạo ra  một điểm như trong quá trình tạo mầm tinh thể. Từ đó sẽ kích phát một chuỗi chuyển đổi pha từ A sang B. Hiện tượng này được gọi là “đường hầm cộng hưởng”.

Trong chất siêu dẫn, điện tử tham gia vào cặp cooper (cặp gồm hai electron có spin quay ngược chiều nhau trong lý thuyết siêu dẫn cơ học lượng tử). Có tính trung hòa về từ sẽ không tương tác với hạt nhân trong dây dẫn. Tương tự, các nguyên tử Heli trong cặp siêu lỏng cũng trung hòa. Quay xung quanh nhau như một chiếc vòng được quăng qua không khí. Các nhà nghiên cứu từ đó sẽ thay đổi một vài khoảng cách để làm thay đổi sự cân bằng về pha A hay pha B. Và cũng sẽ làm thay đổi về khả năng chịu ảnh hưởng từ yếu tố bên ngoài.

4 Kết luận


"Lỗ đen và helium (He) siêu lỏng" là "những đối tượng thú vị của vật lý". Một thứ nổi tiếng vì lực hấp dẫn mạnh đến nỗi cả ánh sáng cũng không thoát được nếu vô tình đi ngang qua. Một thứ nổi tiếng vì có khả năng chảy mà không gặp ma sát trên bất kỳ bề mặt nào. 


Trân trọng! Cảm ơn bạn đã luôn theo dõi các bài viết trên Website VietAdsGroup.Vn của công ty chúng tôi!

Quay lại danh mục "Hỏi đáp là gì" Quay lại trang chủ




  • VietAds

    "VietAds gửi lời cảm ơn tới quý khách hàng đã luôn tin dùng dịch vụ quảng cáo trực tuyến hiệu quả suốt chặng đường 9 năm vừa qua! - FAQPage"

  • CÔNG TY CỔ PHẦN TRỰC TUYẾN VIỆT ADS


Một vài bài viết cùng chủ đề "lỗ đen và helium (he) siêu lỏng là gì"
Tìm hiểu về lỗ đen và Helium (He) siêu lỏng là gì?

Tại hội thảo do Hiệp hội Vật lý Mỹ tổ chức mới đây, các nhà nghiên cứu vừa công bố những kết quả quan sát mới nhất về He siêu chảy. Họ chạy mô hình mô phỏng He-4, ở nhiệt độ khoảng 2 độ Kelvin (-271 độ Celcius).

Bài viết tạo bởi: VietAds | Ngày cập nhật: 2021-10-18 06:16:38 | FAQPage(114) - No Audio

LÁ SỐ TỬ VI XEM TUỔI SINH CON

Bài viết xem nhiều cùng chuyên mục
Bài viết mới nhất cùng chuyên mục