Cái Không trong lượng tử - phần 2 ( hết )

Cái Không trong lượng tử  -   phần 2 ( hết )

 Đây là bài viết của tác giả Phạm Xuân Yêm trên © http://vietsciences.free.fr  và http://vietsciences. org
Xin phép tác giả được đăng tải lại trên Blog Toán - Cơ học ứng dụng  
Trân trọng cám ơn

Xem phần 1 : http://cohtran.blogspot.com/2012/04/cai-khong-trong-luong-tu-phan-1.html


+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Trở về với Chân không     

           

Sáu hương vị và ba màu sắc của các quark và phản hạt . 

Mũi tên cho thấy quá trình chuyển đổi mạnh và yếu .

Chân không lượng tử được định nghĩa như trạng thái cơ bản tận cùng của vạn vật, nó vô hướng, trung hòa, mang năng lượng cực tiểu trong đó vật chất, tức là tất cả các trường lượng tử, bị loại bỏ hết. Nhưng không phải vì Không chẳng chứa trường vật chất nào mà năng lượng của nó bằng 0. Theo nguyên lý bất định (nguồn gốc của sự thăng giáng lượng tử), năng lượng của bất cứ trạng thái vi mô nào là chuỗi (1/2)hν, (3/2)hν, (5/2) hν...chứ không phải là 0hν, 1hν, 2hν...Cũng dễ hiểu thôi, nguyên lý bất định bảo ta nếu xung lượng |k| được xác định rõ rệt bao nhiêu thì vị trí trong không gian |x| lại mơ hồ rối loạn bấy nhiêu, vậy năng lượng tối thiểu ε = (1/2) hν ≠ 0 chính là một thỏa hiệp tối ưu bình đẳng cho cả hai bên |k| và |x|. Thực thế, nếu ε  = 0, |k| = 0 , vậy |x| không sao được xác định nổi. Phản ánh nguyên lý này, thế giới vi mô luôn luôn dao động ngay ở nhiệt độ tuyệt đối thấp nhất (năng lượng cực tiểu) và đó là ý nghĩa của sự thăng giáng lượng tử. Bởi năng lượng tối thiểu khác 0 và vì tần số ν có thể là bất cứ con số nào từ 0 đến vô tận nên Không có năng lượng phân kỳ khi ta lấy tích phân tất cả các mốt dao động ν. Làm sao ước tính được năng lượng của Không, mặc dầu vô hạn? Phép phân tích thứ nguyên cho ta cách trả lời. Với ba đại lượng cơ bản phổ cập trong vật lý là h = 2π ћ hằng số Planck, G hằng số trọng lực Newton và c vận tốc ánh sáng, ta chỉ có một cách duy nhất để lập nên những đại lượng mang thứ nguyên chiều dài (L), khối lượng (M), và thời gian (T). Ðó là chiều dài Planck Lp = [Gћ /c^3]½ = 1.6 × 10^−35 m  , khối lượng Planck Mp  =  ћ /(cLp) = 2.2 × 10^−8 kg, và thời gian Planck Tp = Lp /c  = 5.4 × 10^−44 s. Từ đó, năng lượng Planck Ep  =  Mpc^2 = 2 × 10^+9 joule. Mật độ năng lượng của Không được ước tính theo (27/16π^2) Ep/(Lp)^3 = 8.4 × 10^112  joule/ m^3 với những đóng góp của các trường ảo tràn đầy trong Không :  photon trong tương tác điện từ, ba boson W±, Z0 của tương tác yếu, và tám gluon trong tương tác mạnh. Ðóng góp của quark và lepton cũng chẳng thay đổi công thức trên bao nhiêu.

Cái Không trong lượng tử - phần 1

Cái Không trong lượng tử  -   phần 1 

 Đây là bài viết của tác giả Phạm Xuân Yêm trên © http://vietsciences.free.fr  và http://vietsciences. org
Xin phép tác giả được đăng tải lại trên Blog Toán - Cơ học ứng dụng  
Trân trọng cám ơn


++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Tóm tắt       

 Chân không lượng tử (viết gọn thành Không) là trạng thái cơ bản tận cùng của vạn vật, nó vô hướng, trung hòa, mang năng lượng cực tiểu, trong đó chẳng hề vẩn gợn chút vật chất kể cả điện từ trường (ánh sáng nói riêng). Do những nhiễu loạn của năng lượng trong Không mà vật chất (cùng phản vật chất)  nẩy sinh, tương tác, biến chuyển, phân rã và trở về với Không, cứ thế tiếp nối vòng sinh hủy. Tuy vậy năng lượng của Không lại vô hạn theo nguyên lý bất định Heisenberg.

Werner Karl Heisenberg
5 December 1901
Würzburg, Bavaria, Germany

 Cực tiểu nhưng vô hạn, nghịch lý này hẳn đòi hỏi một cuộc cách mạng trong nhận thức? Dẫu sao có ít nhất hai biểu hiện của Không đã được kiểm chứng thành công bởi thực nghiệm. Ðó là hiệu ứng Casimir và các hằng số tương tác cơ bản không cố định mà biến đổi. Nhưng mặt khác vì năng lượng vô hạn, vai trò của Không trong sự dãn nở của Vũ trụ chưa tìm thấy lời giải đáp, minh họa sự mâu thuẫn căn bản giữa hai trụ cột của vật lý hiện đại: Lượng tử trong thế giới vi mô và Tương đối rộng của thế giới vĩ mô . Kỳ thú thay khi ngược dòng thời gian tìm về một thế kỷ đã trôi qua với hai cột mốc 1900 và 1905 vì chính hai năm đó, Max Planck và Albert Einstein lần lượt theo thứ tự trên đã mang đến cho nhân loại hai kho tàng tri thức tuyệt vời gọi là thuyết lượng tử và thuyết tương đối hẹp trong vật lý, chắt chiu vun tròn qua hai phương trình E = hν và E = mc^2 ngắn gọn mà đẹp biết bao. Không gì hơn, hai lý thuyết ấy chẳng những ảnh hưởng lan tràn sang nhiều điạ hạt khác của khoa học từ toán đến sinh qua hóa thậm chí cả nhân văn nghệ thuật, cũng là cội nguồn và chiếc nôi nuôi dưỡng triển khai của biết bao công nghệ cao hiện đại, ngoài ra còn khơi dậy nhiều nhận thức sâu sắc về bản thể của sự vật, câu hỏi từ buổi bình minh của loài người về tự tính, tại sao, từ đâu và về đâu của thế giới hiện tượng ngoại cảnh, nó có hoàn toàn khách quan độc lập với ý thức nội tâm con người không? Những tia sáng mà hai lý thuyết trên rọi vào cho khoa học cơ bản, công nghệ và triết lý đã vô hình trung thoảng dần thay đổi nếp sống cũng như suy tư của mỗi chúng ta trong quá trình tiến hóa của loài người. Vấn đề mênh mông, bài này chỉ đề cập đến một khái niệm then chốt của vật lý hiện đại gọi là Chân không lượng tử mà hai hệ quả đã được thực nghiệm kiểm chứng thành công: hiệu ứng Casimir, hằng số tương tác cơ bản không hằng mà biến chuyển. Nhưng mặt khác liên quan đến thuyết tương đối rộng, vì có năng lượng vô hạn nên câu hỏi về vai trò của Không trong sự dãn nở của Vũ trụ chưa biết giải quyết ra sao. Vấn đề này sẽ được nói qua ở đoạn cuối,  liên đới đến lý thuyết siêu dây/lý thuyết M.

  

Giả tinh thể .

  
Đây là bài viết của tác giả Cao Chi  trên © http://tiasang.com.vn/
Xin phép tác giả được đăng tải lại trên Blog Toán - Cơ học ứng dụng  
Trân trọng cám ơn

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

02:35-26/12/2011


Giả tinh thể

Cao Chi

Sự phát hiện ra giả tinh thể (QC-quasicrystal) là một thành tựu khoa học xuất sắc xuất phát từ một tư duy mới mẻ gây nhiều ấn tượng và  bất ngờ được tìm thấy  là gắn liền với toán học và nghệ thuật trang trí thời trung cổ.

QC thực hiện một loại trật tự tầm xa chưa được biết đến trước đây ( có đối xứng quay định xứ  mà không có đối xứng tịnh tiến trong toàn cục). Nhiều lý thuyết và ứng dụng QC đang phát triển một cách mạnh mẽ.

Sáng ngày 8 tháng 4 năm 1982 Dan Shechtman trong khi nghiên cứu hợp kim aluminium + manganese đã nhìn thấy trong hình nhiễu xạ (diffraction) những vòng tròn với 10 điểm sáng cách đều nhau (hình 1). Nếu hình chứa 4 hoặc 6 điểm sáng thì chấp nhận được song 10 điểm thì dường như trái với các quy luật của tinh thể học.

Hình nhiễu xạ chứng tỏ rằng các nguyên tử trong hợp kim được sắp xếp có trật tự. Song hình nhiễu xạ với 10 điểm sáng là điều chưa thấy bao giờ, không có trong tài liệu Các bảng hướng dẫn tinh thể học quốc tế (International Tables for Crystallography – the main crystallographic reference guide).

Dan Shechtman, Viện  Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia, Mỹ (NIST-U.S. National Institute of Standards and Technology), trước tu nghiệp tại Viện Công nghệ Technion Israel (Technion – Israel Institute of Technology),  được tặng giải Nobel Hóa học 2011 vì đã tìm ra giả tinh thể (QC-Quasicrystal)[1]. Những nguyên tử trong QC mà Shechtman nghiên cứu đã trình diễn một đối xứng vốn chưa tồn tại trong tinh thể học.