Giải Nobel Vật lý 2021 có thể trao cho nghiên cứu nào?

Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển tại Stockholm dự kiến ​​thời gian công bố giải Nobel Vật lý sớm nhất vào 16h45 ngày 5/10 (giờ Hà Nội). Khoa học bên trong, trang tin khoa học của Viện Vật lý Hoa Kỳ (AIP), dự đoán ba nghiên cứu tiềm năng cho giải thưởng năm nay.

Đầu tiên là nghiên cứu về thông tin lượng tử với sự đóng góp của các nhà khoa học Alain Aspect (Graduate School Institut d’Optique), John Clauser (Công ty nghiên cứu JF Clauser và PGS.) và Anton Zeilinger (Đại học Vienna). Khoa học bên trong từng coi đây là một trong những nghiên cứu tiềm năng cho giải Nobel Vật lý năm 2020. Nhưng cuối cùng, giải thưởng đã thuộc về ba nhà khoa học Roger Penrose, Reinhard Genzel và Andrea Ghez vì những khám phá về lỗ đen siêu lớn. khối lượng.

Công nghệ thông tin lượng tử đang được quan tâm rất nhiều trong thời gian gần đây. Nhiều chuyên gia dự đoán công nghệ này sẽ sớm đạt được những bước phát triển vượt bậc và hấp dẫn. Đó có thể là máy tính lượng tử với khả năng giải quyết các vấn đề trong thế giới thực nhanh hơn máy tính truyền thống, các công cụ chẩn đoán y tế nhạy cảm hơn, hoặc mạng truyền thông sâu hơn và an toàn hơn.

Ba nhà khoa học này đã đi tiên phong trong các thí nghiệm ban đầu cho thấy rằng các hạt lượng tử có thể liên kết, hoặc vướng vào nhau, làm cho hành vi ngẫu nhiên của một hạt liên kết với hành vi của các hạt khác. mạnh mẽ. Rối lượng tử cũng đóng một vai trò quan trọng trong nhiều tiến bộ công nghệ lượng tử mới nhất. Ngoài ra, một số nhà nghiên cứu lượng tử khác cũng xứng đáng được vinh danh như Peter Shor – nhà toán học đã chỉ ra rằng máy tính lượng tử có thể bẻ khóa một phương pháp mã hóa tiêu chuẩn vào năm 1994, Gilles Brassard và Charles Bennett với công trình nghiên cứu mã hóa lượng tử.

Giải Nobel Vật lý năm nay cũng có thể thuộc về các nhà khoa học John Pendry (Đại học Hoàng gia London) và David Smith (Đại học Duke). siêu vật liệu nghiên cứu siêu vật liệu.

Siêu vật liệu là vật liệu nhân tạo với cấu trúc nhân tạo mang lại cho chúng những đặc tính khác thường. Ví dụ, kim loại màu vàng thường có màu vàng sáng đặc trưng. Tuy nhiên, nếu các nguyên tử được sắp xếp theo một cấu trúc đặc biệt, các nhà khoa học có thể làm cho nó có màu đỏ, xanh lục hoặc tương tác với ánh sáng theo những cách không thể có trong tự nhiên.

John Pendry cho rằng siêu vật liệu có thể tạo ra những chiếc “áo tàng hình” thực sự. Không chỉ vậy, siêu vật liệu này có thể giúp thu nhỏ các thiết bị quang học và điện tử, hoặc giúp các kỹ sư tìm ra những cách hiệu quả hơn để thu năng lượng từ Mặt trời. Siêu vật liệu cũng có khả năng tương tác với âm thanh hoặc nhiệt theo những cách dường như không thể.

David Smith cũng là một cái tên nổi bật trong lĩnh vực nghiên cứu siêu vật liệu. Một trong những nghiên cứu đầu tiên của ông về lĩnh vực này vào năm 2000 đã bị từ chối bởi tạp chí Physical Review Letters vì nhóm biên tập cho rằng nó không đủ quan trọng. Tuy nhiên, điều này đã thay đổi đáng kể trong những thập kỷ sau đó.

Ứng cử viên cuối cùng cho giải Nobel Vật lý năm 2021 theo dự đoán của Khoa học bên trong là Lene Hau (Đại học Harvard) với nghiên cứu liên quan đến việc làm chậm ánh sáng. Phần lớn những người được dự đoán đoạt giải Nobel Vật lý là nam giới, và cho đến nay, số lượng các nhà khoa học nam nhận được giải thưởng này là áp đảo. Trong lịch sử, chỉ có ba nhà khoa học nữ từng đoạt giải Nobel Vật lý: Donna Strickland, Marie Curie và Maria Goeppert-Mayer.

Lene Hau có thể là nhà khoa học nữ tiếp theo trong danh sách này. Cô và nhóm của mình đã giảm tốc độ ánh sáng xuống khoảng 64 km / h, thậm chí dừng hẳn. Quá trình này liên quan đến các đám mây gồm các nguyên tử natri siêu lạnh và hai chùm tia laze, một chùm tia laser gửi xung ánh sáng xuyên qua đám mây, chùm tia kia điều khiển cách khí tương tác với ánh sáng.

Trong một thí nghiệm, nhóm nghiên cứu có thể chặn ánh sáng và lưu trữ thông tin mà nó sở hữu trong các nguyên tử natri. Sau đó, họ có thể chuyển đổi thông tin trở lại thành ánh sáng. Khả năng truyền thông tin từ ánh sáng sang vật chất và ngược lại có thể hữu ích trong lĩnh vực công nghệ thông tin lượng tử.

Thu Thao (Theo dõi Khoa học bên trong)