Tinh thể thời gian: Dạng vật chất hoàn toàn mới chuyển động vĩnh cửu không cần năng lượng

(Ảnh: Internet)
Harvard, đã độc lập tạo ra được tinh thể thời gian trong phòng thí nghiệm dựa trên bản kế hoạch này, qua đó xác nhận sự tồn tại của một dạng vật chất hoàn toàn mới.

(Ảnh: Internet)

Phát hiện này nghe có vẻ trừu tượng, nhưng nó báo hiệu một kỷ nguyên mới trong vật lý. Trong nhiều thập kỷ chúng ta đã nghiên cứu các vật chất ‘trong trạng thái cân bằng (in equilibrium)’, như kim loại và chất cách điện. Nhưng có phỏng đoán cho rằng trong vũ trụ có rất nhiều dạng vật chất không trong trạng thái cân bằng mà chưa được biết đến, bao gồm tinh thể thời gian. Và với phát hiện mới này, chúng ta biết rằng chúng tồn tại.

Sự tồn tại của vật chất không trong trạng thái cân bằng có thể đem đến những hiểu biết đột phá về thế giới xung quanh, cũng như các công nghệ mới như tính toán lượng tử (quantum computing).

Hãy cùng truy nguồn khái niệm tinh thể thời gian để hiểu rõ hơn về nó.

Ý tưởng về dạng vật chất này đã được Giáo sư Frank Wilczek đưa ra vào năm 2012, trong đó miêu tả lý thuyết về sự hình thành của dạng vật chất đặc biệt này dựa trên nghiên cứu của Đại học UCSB, California. Theo đó, tinh thể thời gian là các cấu trúc dường như có tồn tại chuyển động ngay cả ở trạng thái năng lượng thấp nhất của nó, được gọi là trạng thái cơ bản (ground state).

(Ảnh: Internet)

Thông thường khi một vật chất ở trạng thái cơ bản, cũng gọi là ‘năng lượng điểm không’ của một hệ thống, thì trên lý thuyết không thể tồn tại bất kỳ sự chuyển động nào, vì sẽ tiêu tốn năng lượng.

Nhưng Wilczek dự đoán điều này không áp dụng với tinh thể thời gian.

Thông thường các tinh thể có cấu trúc nguyên tử lặp lại trong không gian, tương tự mạng tinh thể cacbon của kim cương. Nhưng, giống với viên kim cương, chúng không chuyển động vì trong trạng thái cơ bản, chúng sẽ ở trong trạng thái cân bằng.

Nhưng tinh thể thời gian có một cấu trúc lặp lại trong thời gian, chứ không chỉ trong không gian. Chính vì vậy, nó không ngừng dao động trong trạng thái cơ bản.

Hãy tưởng tượng nó giống như một viên thạch: khi bạn chạm vào, nó sẽ không ngừng đung đưa. Điều tương tự xảy ra với tinh thể thời gian, nhưng sự khác biệt nằm ở chỗ chuyển động xảy ra mà không cần bất kỳ năng lượng nào.

Tinh thể thời gian cũng giống viên thạch liên tục dao động trong trạng thái cơ bản tự nhiên của mình, và đó là điều khiến nó trở thành một dạng vật chất hoàn toàn mới – một vật chất không cân bằng. Nói cách khác, nó không thể “ngồi yên một chỗ”.

(Ảnh: Internet)

Nhưng dự đoán sự tồn tại của những tinh thể này là một việc, còn chế tạo ra chúng lại hoàn toàn là một việc khác, và nó sẽ thuộc phạm vi của nghiên cứu sắp được công bố tới đây.

Nhóm nghiên cứu hiện đã đưa ra một bản kế hoạch chi tiết miêu tả cách thức chế tạo và đo lường các tính chất của tinh thể thủy tinh, thậm chí dự đoán các pha khác nhau của tinh thể loại này – một dạng thức tương đồng với 3 pha rắn, lỏng, khí ở một tinh thể bình thường.

TS Norman Yao, trưởng nhóm nghiên cứu, gọi nghiên cứu này là “một cầu nối giữa lý thuyết và thực hành”.

Nghiên cứu được đăng trên Physical Review Letters.

Quý Khải (theo Science Alert)

Xi măng chứa rác thải hạt nhân an toàn trong 100.000 năm

Một nhóm các nhà khoa học Anh đang nghiên cứu chế tạo loại xi măng có thể chống chịu những ảnh hưởng gây hại của rác thải hạt nhân trong hàng nghìn năm.

Mối họa từ kho chất thải hạt nhân Mỹ bỏ lại dưới băng Bắc Cực

Cuối thế kỷ này, băng trên đảo Greenland sẽ tan chảy, để lộ số chất thải hạt nhân độc hại từ khu căn cứ quân sự bí mật của Mỹ trong thời kỳ Chiến tranh lạnh.

Công nghệ biến nước thải thành dầu thô sinh học

Các nhà khoa học Mỹ sử dụng công nghệ hóa lỏng thủy nhiệt với nhiệt độ và áp suất cao để biến nước thải thành dầu thô sinh học chỉ trong vài phút.

Chất xúc tác có thể biến khí thải thành nhiên liệu

Nhóm nghiên cứu của Mỹ tình cờ phát hiện một chất xúc tác có thể biến CO2 thành ethanol để sử dụng cho các loại động cơ.

Nhà mạng cam kết đảm bảo chất lượng internet dịp Tết nguyên đán

Vinaphone cam kết sẽ đảm bảo thống suốt kết nối, đặc biệt là nhu cầu truy cập và kết nối internet trong dịp Tết Nguyên đán Đinh Dậu. Trong khi đó, Vietel nêu đang nỗ lực để có thể có chất lượng dịch vụ như bình thường dịp Tết…

Nobel Vật lý 2016 và bí ẩn về các vật chất lạ

Bộ ba nhà khoa học nhận giải Nobel Vật lý 2016 đã sử dụng phương pháp hình học tô pô (topology), một nhánh của toán học, để giải thích những trạng thái kỳ lạ của của vật chất như siêu dẫn và siêu lỏng ở nhiệt độ thấp.

Tìm hiểu về chất diệt khuẩn Triclosan

Theo Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ, triclosan là một chất kháng khuẩn, giúp 'làm chậm hay ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn, nấm, và nấm mốc'.

Việt Nam chuyển đổi số với... cáp quang biển đứt 10 lần mỗi năm

Hạ tầng số của Việt Nam được đánh giá chưa đảm bảo để thực hiện chiến lược chuyển đổi số và dữ liệu hoá.

THỦ THUẬT HAY

Tiện ích Internet

Hướng bật tính năng tự động dọn dẹp máy tính, xóa file rác trong Windows 10 Fall Creators Update

Windows 10 Fall Creators Update đã được tích hợp thêm tính năng mang tên Storage Sense. Tính năng này sẽ giúp tự động giải phóng dung lượng trên thiết bị của bạn bằng cách xóa các tệp tạm thời do phần mềm tạo ra và các

Thủ thuật

Chi tiết về "clean boot", tầm quan trọng của nó, cũng như cách thực hiện trên Windows 10

Theo Trang hỗ trợ của Microsoft, 'clean boot' khi dịch sang Việt ngữ sẽ được gọi là 'thực hiện khởi động sạch' (bởi mình cũng không có cách nào dịch sát nghĩa hơn, mà tốt hơn hết mình sẽ gọi là 'clean boot' xuyên suốt

Hệ điều hành

Cách kiểm tra iPhone 6S bị lỗi sập nguồn

Apple vừa tung ra một công cụ hỗ trợ người dùng để kiểm tra iPhone 6S có bị lỗi sập nguồn hay không ngay tại nhà, thay vì đem máy đến trung tâm bảo hành như trước.

Thủ thuật

Hướng dẫn cách tạo nhóm Messenger trên điện thoại và máy tính đơn giản, nhanh chóng

Messenger là một ứng dụng nhắn tin, gọi điện được đa số người dùng ưa chuộng hiện nay bởi tính tiện lợi cũng như có nhiều tính năng thú vị. Việc cho phép người dùng tạo những nhóm chat trên Messenger là một trong những

Thủ thuật / Công nghệ

Tuyển CTV viết tin bài Mẹo hay cho trang 24h Công nghệ của TGDĐ

Nhằm nâng cao chất lượng bài viết gửi đến độc giả, team Mẹo hay mong muốn kết nạp thêm nhiều đồng đội mới. Còn chần chừ gì nữa mà không tham gia ứng tuyển ngay.

ĐÁNH GIÁ NHANH

Xe cộ / Đánh giá

Mazda3 2017 và Corolla Altis 2017: Bạn chọn xe nào?

Trong phân khúc sedan hạng C tại thị trường Việt Nam, Toyota Corolla Altis từng là một tượng đài khó xô đổ. Tuy nhiên, sự vươn lên mạnh mẽ của Mazda3 khiến Altis đánh mất “ngôi vương” và bị đối thủ bỏ xa về doanh số.