vietbao

Phát minh vĩ đại của “người kỳ lạ nhất”

Bấm ngay Subscribe / Đăng Ký xem video hay mới nhất >>

Người kỳ lạ nhất (The Strangest Man) là tựa đề cuốn sách mới đây của Graham Farmelo viết về Paul Dirac (1902 – 1984), thiên tài khoa học lỗi lạc của thế kỷ 20. Ông đã tiên đoán sự tồn tại của phản vật chất (anti – matter) – một trong những phát minh khoa học vĩ đại nhất của mọi thời đại.

Một phương trình tuyệt đẹp
Phat minh vi dai cua nguoi ky la nhat
Paul Dirac đang giới thiệu một phương trình toán học. Ảnh: Sandra Hoogeboom.
Có thể nói ba mươi năm đầu của thế kỷ 20 là thời kỳ hoàng kim của lịch sử khoa học với sự xuất hiện của thuyết tương đối hẹp (1905), thuyết tương đối rộng (1915) của Einstein và thuyết lượng tử, sản phẩm của nhiều trí tuệ lớn (Bohr, Schrodinger, Heisenberg, Dirac…). Cho đến năm 1927, cơ học lượng tử do Schrodinger và Heisenberg phát biểu mới ở dạng phi tương đối, nghĩa là chưa tính đến thuyết tương đối 1905 của Einstein. Kết hợp cơ học lượng tử này với thuyết tương đối là nhu cầu tất yếu và là khát vọng của tất cả các tên tuổi lớn thời đó. Tháng 10.1927, trong hội nghị Solvay (Brussels) nổi tiếng với cuộc tranh biện huyền thoại Bohr – Einstein, khi được biết Dirac cũng đang theo đuổi bài toán trên, Bohr nhắc nhở: “Klein đã giải rồi, còn gì nữa!” Vào thời điểm đó, Dirac tuy đã đủ nổi tiếng để ngồi “bàn đầu”, nhưng cũng mới 25 tuổi và là đại biểu trẻ nhất hội nghị, còn Bohr thì đã cùng chiếu với Einstein. Mặc dù vậy, Dirac không hề bận tâm với nhắc nhở của Bohr vì ông biết chắc, không chỉ công trình của Klein mà tất cả các công trình lượng tử tương đối hiện có đều sai. Bản thân Dirac cũng đã xoay đủ cách và phải đến cuối tháng 11.1927 mới đột nhiên viết ra một phương trình đẹp và lạ đến sửng sốt. Về hình thức, nó đẹp như phương trình tương đối rộng của Einstein, nhưng lại chẳng giống phương trình nào đã từng biết vì có tới bốn phần liên quan và cả bốn đều quan trọng. Về nội dung, phương trình này “tiên đoán” chính xác tất cả các đặc trưng cơ bản của electron, từ khối lượng, spin, đến đặc trưng từ, tất cả đều hiện ra một cách tự nhiên như trời sinh ra thế. Phương trình đẹp và lạ đến nỗi chính Dirac cũng không dám tin.


Ông im lặng cho đến tận đầu năm 1928 mới gửi kết quả đến Royal Society dưới dạng một bài báo: Lý thuyết lượng tử của electron. Ngay khi xuất hiện (2.1928), bài này đã gây chấn động lớn trong giới vật lý quốc tế. Max Born nói: “Phương trình là một kỳ tác”. Heisenberg thốt lên: “Ông ấy (Dirac) quá thông minh, không ai sánh được”. Còn Jordan lúc ấy đang cùng Wigner cũng tìm kiếm một phương trình lượng tử tương đối thì bị sốc đến mức sinh trầm cảm.

... Nhưng khó tin

Ý tưởng của Dirac quá mới mẻ so với thời đại, nên chẳng mấy ai tin. Ngày đó người ta chưa quen với việc lý thuyết đi trước, tiên đoán sự tồn tại của một hạt mà thực nghiệm chưa biết.


Mặc dù rất đẹp, theo Heisenberg, phương trình Dirac là sai vì nó tiên đoán bức tranh không thể hiểu được về năng lượng electron: electron tự do lại có năng lượng cả dương lẫn âm. Tháng 6.1928 Heisenberg viết cho Pauli “Lý thuyết (Dirac) vẫn là chương buồn thảm nhất của vật lý hiện đại”.

Chính Dirac cũng rất khó chịu với phương trình của mình dù ông tin vào tính chính xác toán học của nó. Tháng 10.1928, Dirac đưa ra giả thuyết về lỗ trống (hole). Theo ông, trong biển electron năng lượng âm có những chỗ trống năng lượng dương, gọi là hole. Khi electron và hole gặp nhau thì cả hai biến mất và phát ra bức xạ. Electron mang điện âm còn hole mang điện dương. Vào thời ấy, người ta chỉ biết duy nhất proton là hạt mang điện dương, nên thoạt đầu Dirac cho rằng hole là proton. Nhưng theo chính phương trình Dirac thì hole phải có cùng khối lượng như electron, thế mà proton lại nặng hơn electron đến khoảng hai ngàn lần. Một lần nữa rơi vào bế tắc! Đầu 1931, khi xây dựng lý thuyết về đơn cực từ (magnetic monopole), Dirac đi đến kết luận trong tự nhiên không chỉ có hai hạt electron và proton, mà còn phải có các hạt cơ bản khác. Ông viết “hole nếu tồn tại phải là một loại hạt mới, mà thực nghiệm chưa biết. Hạt này có cùng khối lượng và khác dấu về điện tích với electron. Ta có thể gọi hạt đó là phản-electron (anti-electron)”.

Ý tưởng của Dirac quá mới mẻ so với thời đại, nên chẳng mấy ai tin. Ngày đó người ta chưa quen với việc lý thuyết đi trước, tiên đoán sự tồn tại của một hạt mà thực nghiệm chưa biết. Rutherford cho rằng ý tưởng của Dirac là vô nghĩa. Còn Pauli thì viết “cho dù anti-electron có được phát hiện thì tôi vẫn không tin vào ý tưởng hole của ông ấy”.

Suýt từ chối Nobel

Phat minh vi dai cua nguoi ky la nhat
Bìa cuốn Người kỳ lạ nhất

Tháng 8.1932, khi nghiên cứu các tia vũ trụ, Carl Anderson đã ghi nhận dấu vết của một hạt có các đặc trưng chính xác như hole hay phản electron của Dirac, mà ông đề nghị gọi là positron (posi ngụ ý “dương” – hạt giống electron nhưng mang điện dương). Muộn hơn một chút, Blackett và Occhialine ở Cambridge cũng có những quan sát tương tự. Họ tuyên bố “thí nghiệm phù hợp tuyệt vời với lý thuyết Dirac”. Và như vậy, thực nghiệm đã khẳng định sự tồn tại của positron đúng như Dirac tiên đoán!

Dù vậy, lý thuyết Dirac vẫn quá lạ lùng nên phải đến gần cuối năm 1933 đa số các nhà lý thuyết mới đồng thừa nhận sự đúng đắn của nó. Ngày 9.11.1933, Stockholm thông báo cho Dirac rằng ông được nhận giải Nobel Vật lý cùng với Schrodinger. Là người không ưa giới truyền thông, Dirac định từ chối, nhưng Rutherford đã kịp khuyên “việc từ chối chỉ làm cho ông càng nổi tiếng hơn”. Và thế là, Dirac trở thành người trẻ nhất nhận Nobel Vật lý, ở tuổi 31.

Sau này chúng ta biết là không chỉ electron, mà nhiều hạt khác cũng có phản hạt của mình, proton và phản proton, quark và phản quark, hay nói rộng ra, vật chất (matter) và phản vật chất (anti – matter).

Dirac đã tiên đoán tồn tại phản vật chất khi ông mới 25 tuổi. Trải qua hơn 80 năm kể từ phát minh vĩ đại này, vật lý đã chiêm ngưỡng nhiều tiên đoán kỳ diệu khác, nhưng như Gottfried viết nhân dịp 100 năm ngày sinh của Dirac: “Tiên đoán về phản vật chất của ông vẫn đứng tách riêng ra như một tượng đài của niềm tin mãnh liệt vào tư duy lý thuyết thuần tuý, không có bất kỳ gợi ý thực nghiệm nào và vào các quy luật tổng quát sâu sắc của tự nhiên”.

Việt Báo (Theo SGTT)

Comment :Phát minh vĩ đại của “người kỳ lạ nhất”
Ý kiến bạn đọc
Viết phản hồi
Bạn có thể gửi nhận xét, góp ý hay liên hệ về bài viết Phát minh vĩ đại của “người kỳ lạ nhất” bằng cách gửi thư điện tử tới Lien He Bao Viet Nam. Xin bao gồm tên bài viết Phat minh vi dai cua nguoi ky la nhat ở dạng tiếng Việt không dấu. Hoặc Phát minh vĩ đại của “người kỳ lạ nhất” ở dạng có dấu. Bài viết trong chuyên đề của chuyên mục Khoa Học
great invention of the "strangest"
Paul Dirac, Graham Farmelo, The Strangest Man, Antimatter, the existence, the 20th century, general relativity, equations, predict, invent , exotic, theory, science, people, electron
The most bizarre (The Strangest Man) is the title of a recent book written about Graham Farmelo Paul Dirac (1902-1984), eminent scientific genius of 20th century. He had predicted the existence of antimatter (anti - matter) - one of the ...
Cách bảo vệ tài khoản iCloud để tránh bị kẻ xấu lợi dụng

Với người dùng iPhone thì tài khoản iCloud rất quan trọng, nó không chỉ chứa dữ liệu cá nhân mà còn là công cụ để tìm iPhone bị mất hay khóa máy từ xa. Một trường hợp nữa là có những kẻ xấu lợi dụng sơ hở của các cửa hàng để khóa iCloud iPhone, iPad gây rắc rối không nhỏ. Tình trạng bị "chơi khăm" như vậy trong thực tế không hề hiếm nên trong bài viết này mì

Hôm nay, miền Bắc dịu bớt nắng nóng
Hôm nay, miền Bắc dịu bớt nắng nóng

Tin từ Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn trung ương, trong 2 ngày vừa qua 28-29/5, ở Bắc Bộ và các tỉnh ven biển Trung Bộ đã xuất hiện nắng nóng gay gắt diện rộng với nhiệt độ cao nhất phổ biến 37-40 độ.

  • Thoi su 24h287 Bao quet o Ha Noi Cay do la liet
    Thời sự 24h(28/7): Bão quét ở Hà Nội: Cây đổ la liệt

    Thắt tim cảnh người cha kiệt sức gục chết giữa cánh đồng; Bão quét tới Hà Nội: Cây đè ô tô, xe máy đổ cả loạt; Góc khuất nghề đẻ thuê: Nỗi ân hận tột cùng của người đàn bà dẫn gái về cho chồng; Sập giàn giáo cao ốc Dream Home Luxury, 3 người thương vong; Vụ Formosa: 9 dòng kiểm điểm và quyết tâm của Chính phủ

  • Thoi su 24h277 co gai tre tu vong duoi song To Lich
    Thời sự 24h(27/7): cô gái trẻ tử vong dưới sông Tô Lịch

    Formosa chôn chất thải: Nghi vấn bao che sai phạm cho cán bộ các cấp; Thương bé tròn một tuổi mà phẫu thuật chân 12 lần chưa khỏi; “Người mẹ ma” ở TP HCM: 'Ước gì tôi biết vì sao mình bị tạt axit'; Nỗi đau khôn cùng của người cha chôn 12 con trong cát trắng; Vợ chết, chồng bị thương: Nạn nhân nhắn gì cho bố mẹ trước lúc mất?

  • Thoi su 24h267 An mang dau long tu viec ly hon gia hoa that
    Thời sự 24h(26/7): Án mạng đau lòng từ việc ly hôn giả hóa thật

    Sự thật sốc về cô gái “hở bạo” tiếp thị Bệnh viện thẩm mỹ Kangnam; Mẹ nạn nhân bị cưa chân phản bác kết luận của Sở Y tế; Vụ trao nhầm con: Nước mắt vẫn chưa ngừng rơi!; Người đàn ông bỏ xe bánh mỳ, nhảy sông Đà vì bị truy sát?; Bệnh nhân phải đóng trước 220 nghìn mới được đi vệ sinh ở bệnh viện

  • Thoi su 24h257 Can bo hon nguc nang Biang
    Thời sự 24h(25/7): Cán bộ hôn ngực nàng Biang

    Kẻ "gạ tình" người mẹ liên quan gì đến vụ cháu bé bị mất tích ở Long Biên?; Vụ xả thải: Bộ TNMT thông báo nóng với Formosa; Ông bố đập sữa trước cửa siêu thị: "Đã mua chịu lại còn kiếm chuyện"; Cán bộ hôn ngực nàng Biang: Xử lý đúng quy trình; Ngày con dâu bỏ đi, bố mẹ chồng khóc cạn nước mắt thương 5 cháu nhỏ

  • Thoi su 24h217 Cong ly nao cho nguoi vo mang noi dau tot cung
    Thời sự 24h(21/7): Công lý nào cho người vợ mang nỗi đau tột cùng

    Đình chỉ hay khen thưởng CSGT "giơ chân" cản người phạm luật?; Xót xa những vụ tự tử vì bệnh tật và tận cùng nghèo khó; "Rác thải Formosa tràn lan, trách nhiệm chính thuộc xã, phường"; Vụ cô gái bị chồng thiêu: Công lý nào cho người vợ đang mang nỗi đau tột cùng?; Mổ nhầm chân: chuyên môn yếu kém hay tắc trách?

  • Thoi su 24h197 Dung sung bat tre em cuop taxi
    Thời sự 24h(19/7): Dùng súng bắt trẻ em, cướp taxi

    Phía sau bản án tử của Vũ Văn Tiến: Con dại một lần, mẹ đau một đời; Hà Nội sẽ trồng cây phượng hoa màu tím, nở quanh năm; Mưa xô ngã cầu bêtông tiền tỷ: Quy trình trách nhiệm; Vụ chất thải Formosa: Doanh nghiệp nói khác Sở TNMT?; Chiếu laser Nội Bài: Phát hiện thủ phạm nhưng khó xử lý

  • Thoi su 24h187 Lo duong day gai goi chan dong showbiz
    Thời sự 24h(18/7): Lộ đường dây gái gọi chấn động showbiz

    Thực phẩm bẩn: Nghịch cảnh con người đang âm thầm giết hại nhau; Vụ chất thải Formosa: Thêm nhiều mâu thuẫn giật mình; Ân hận của người mẹ mỗi đứa con sinh ra của... một ông bố khác nhau; Bác sĩ ra chợ quyên tiền cứu bệnh nhi: Đời xấu xa sao cây táo nở hoa?; Cá hồ chết bốc mùi thối, cả khu phố bịt khẩu trang suốt ngày

  • Thoi su 24h147 Bi ban than cua bo hiep dam den mang thai
    Thời sự 24h(14/7): Bị bạn thân của bố hiếp dâm đến mang thai

    Formosa tự đổi công nghệ luyện cốc: Hành vi tội ác; Uất ức lời kể 5 ngư dân bị tàu TQ đâm chìm tàu ở Hoàng Sa; Nghi án mẹ ép con gái uống thuốc trừ sâu để cùng chết; Bàng hoàng phát hiện suốt 3 năm nuôi nhầm con của 1 gia đình ở cách nhà mình 5 km; Tiếp viên ở quán karaoke ăn mặc mát mẻ, ngồi trên đùi khách rót bia

  • Thoi su 24h137 Chong thieu song vo vi bi can nhan
    Thời sự 24h(13/7): Chồng thiêu sống vợ vì bị cằn nhằn

    Thực hư chuyện 'bố đi hát karaoke gặp đúng con gái làm dịch vụ'; "Bảo kê" xe cấp cứu: Bộ trưởng Y tế vào cuộc quá chậm?; Vụ chôn rác thải Formosa trong trang trại của Giám đốc: Có sai luật?; Tạm giữ nhóm "quái xế" cùng 20 chân dài mặc mát mẻ phục vụ karaoke; 10 năm, gần 60 ngàn tỷ đồng tham nhũng nhưng chỉ thu hồi được 4,6 ngàn tỷ

  • Ban tin Suc khoe tuan qua 247307
    Bản tin Sức khỏe tuần qua (24/7-30/7)

    Sản phụ từ chối điều trị ung thư để cứu con đã qua đời; Thực hư những cách chữa khỏi ung thư từ Đông y; 7 loại đồ ăn mà "chuyên gia ngộ độc" không bao giờ động đũa; 'Mẹ nhỏ, con to' nhờ ăn uống đúng cách khi mang bầu;... là những thông tin Sức khỏe được quan tâm nhất tuần qua.

  • Tong Hop Doi Song Tuan Qua 240730072016
    Tổng Hợp Đời Sống Tuần Qua (24/07-30/07/2016)

    Sản phẩm kém chất lượng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người tiêu dùng được phát hiện . Bài toán chi tiêu gia đình, câu chuyện tình mẫu tử thiêng liêng hay góc khuất gia đình làm ta giật mình trước lối sống ngày nay, là các thông tin nổi bật nhất tuần.

  • Toan canh kinh te tuan 2407 30072016
    Toàn cảnh kinh tế tuần (24/07- 30/07/2016)

    Phi công, tiếp viên hàng không buôn lậu vàng, CPI tháng 7 tiếp tục tăng nhẹ, VASEP đề nghị đánh thuế thương lái TQ, tỷ giá tiếp tục tĩnh lặng đến bất ngờ, TP HCM công bố 77 dự án đang thế chấp ngân hàng, nông hải sản đứng đầu bảng về chứa chất cấm, kháng sinh... Cùng với đó là những thông tin bất động sản, tài chính- ngân hàng, thị trường tiêu d

  • Nghin le chuyen tuan qua 1707 23072016
    Nghìn lẻ chuyện tuần qua 17/07 - 23/07/2016

    Đau chân trái bác sĩ mổ nhầm chân phải; CSGT giơ chân, người đi xe máy lao dải phân cách; Cán bộ giao thông trách mắng người dân vì tự ý vá đường; Bé gái 4 tuổi mất tích bất ngờ, gia đình kêu gọi giúp đỡ ... là những tin tức xã hội nổi bật được dư luận quan tâm trong tuần qua.

  • Su kien quoc te noi bat 177237
    Sự kiện quốc tế nổi bật (17/7-23/7)

    Khủng bố trung tâm mua sắm ở Munich làm 10 người thiệt mạng; Samsung xin lỗi vì những clip mua dâm của chủ tịch Lee; Trump chính thức nhận đề cử tổng thống; Trung Quốc ngang ngược tuyên bố tiếp tục cải tạo tại Biển Đông là những tin chính trong tuần qua.

  • Ban tin Suc khoe tuan qua 177 237
    Bản tin Sức khỏe tuần qua (17/7- 23/7)

    Bị thương chân trái, mổ nhầm chân phải: BV Việt Đức nói gì; Hai bé sơ sinh dính liền ở Hà Giang đã mất; Siêu âm thai bình thường, sinh con bị dị tật: Bài học nào cho bố mẹ; Vợ thờ ơ với 'chuyện ấy', lí do là ở chồng;... là những thông tin Sức khỏe được quan tâm nhất tuần qua.

  • Tong Hop Doi Song Tuan Qua 170724072016
    Tổng Hợp Đời Sống Tuần Qua (17/07-24/07/2016)

    Hàng loạt những sản phẩm kém chất lượng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người tiêu dùng được phát hiện . Bài toán chi tiêu gia đình, cùng những câu chuyện gia đình, vụ đánh ghen ầm ĩ làm ta giật mình trước lối sống ngày nay, là các thông tin nổi bật nhất tuần.

  • Toan canh kinh te tuan 1707 23072016
    Toàn cảnh kinh tế tuần (17/07 - 23/07/2016)

    'Đại án' 9000 tỷ đồng tại Ngân hàng Xây dựng, lương của các sếp tập đoàn gần nửa tỷ đồng, giá xăng điều chỉnh giảm mạnh, vấn nạn cà phể bẩn, tăng trưởng tín dụng tiếp tục có con số mới ... Cùng với những thông tin về tài chính- ngân hàng, bất động sản, thị trường tiêu dùng..là những tin tức - sự kiện kinh tế nổi bật tuầ

  • Nghin le chuyen tuan qua 1007 16072016
    Nghìn lẻ chuyện tuần qua 10/07 - 16/07/2016

    Formosa chôn 100 tấn chất thải tại Hà Tĩnh; Ngư dân bàng hoàng kể tàu TQ tông chìm tàu cá ở Hoàng Sa; Cô giáo Sài Gòn bị tố tán tỉnh nam sinh lớp 8; 3 năm nuôi nhầm con của 1 gia đình ở cách nhà mình 5 km ... là những tin tức xã hội nổi bật được dư luận quan tâm trong tuần qua.