5 khám phá khoa học hết sức kỳ diệu nhưng chúng ta vẫn chưa biết nên làm gì với chúng

Đôi khi các nhà khoa học có những thành tựu quá phi thường hoặc khó ngờ đến mức họ chẳng biết phải làm gì khi phát hiện được chúng.

Tính vật chất bẻ cong ý thức

Vào tháng 1 một nhóm các nhà vật lí từ Rutgers và MIT đã xuất bản một bài báo trên tạp chí Nature mô tả một thuộc tính mới của vật chất. Trong khi thử nghiệm với URu2Si2 - một hợp chất Uranium chậm đông, các nhà khoa học đã phát hiện ra hợp chất đã phá vỡ đối xứng nghịch đảo thời gian đôi. Sự đối xứng nghịch đảo thời gian thông thường cho biết rằng chuyển động của các hạt là như nhau qua thời gian: nam châm phá vỡ cấu trúc đó, vì nếu bạn đảo ngược thời gian, từ trường chúng tạo ra sẽ đảo hướng. Bạn phải đảo ngược thời gian hai lần để đưa chúng trở lại trạng thái ban đầu.

Tuy nhiên, thứ vật chất mới này đã phá vỡ đối xứng nghịch đảo thời gian đôi. Điều đó có nghĩa là bạn cần đảo ngược thời gian bốn lần để hành vi trở lại trạng thái ban đầu. Các nhà khoa học gọi đó là trật tự hastatic - và nếu bạn đang quay cuồng để hiểu được nó thì cũng là một phản ứng dễ hiểu mà thôi. Những nhà khoa học đã phát hiện ra hiện tượng này cũng chẳng thể đưa ra một ví dụ vật lý khả dĩ để giải thích điều đó là gì, nó hoạt động ra sao hay nó có nghĩa là gì.

Đúng là một khám phá còn cần nhiều thời gian để giải thích được.

Vũ trụ "nhẹ cân" hơn chúng ta tưởng

Trong 40 năm qua, không có ai từng khẳng định được sự tồn tại của Vật chất tối

Khi những nhà khoa học giỏi nhất thế giới quyết định kết hợp lại và cùng đo khối lượng của vũ trụ hồi những năm 70, họ đã đặt ra một thách thức cho bản thân khá cao. Tuy nhiên nhờ áp dụng hiểu biết tốt nhất về trọng lực và động lực của các ngân hà, họ đã có câu trả lời - một câu trả lời đáng buồn dự đoán rằng vũ trụ của chúng ta sẽ tan rã. Chúng ta biết rằng vật chất của thiên hà vũ trụ xoay quanh một điểm trung tâm duy nhất - chúng ta đã quan sát nó! - và điều đó phải có nghĩa là chuyển động của những vật chất đó có thể tạo ra đủ lực hướng tâm khiến điều đó xảy ra.

Nhưng những tính toán cho thấy thực ra ngân hà chẳng có đủ khối lượng vật chất để sản sinh một lực cần thiết giúp chúng di chuyển theo cách chúng ta quan sát được. Vì vậy, các nhà vật lý gãi đầu tỏ ra lo lắng một chút rồi tự hào tuyên bố rằng hẳn là phải có nhiều thứ ngoài kia chúng ta chưa thấy hết. Đó là lý thuyết đằng sau những gì mọi người gọi là Vật Chất Tối. Vấn đề duy nhất đó là trong 40 năm qua, không có ai từng khẳng định được sự tồn tại của Vật chất tối - vì vậy, vấn đề bắt nguồn từ những tính toán ban đầu vẫn còn đó.

Hiệu ứng giả dược

Thuốc "tinh thần" cũng là một loại thuốc cực kỳ hữu hiệu.

Cho một người đàn ông bị bệnh uống một viên thuốc giả mà anh ta vẫn nghĩ sẽ chữa khỏi bệnh và sức khoẻ của anh ta thường sẽ cải thiện y như được cho dùng ma túy. Nói cách khác, những thứ tầm thường cũng có thể cải thiện sức khỏe của bạn. Theo lý thuyết, đây có thể là một kỹ thuật điều trị tuyệt vời.

Tuy nhiên, các thí nghiệm đã chỉ ra rằng chính thứ tầm thường bạn dùng có vấn đề: khi giả dược được dùng chung với một loại thuốc ức chế tác dụng của morphine, hiệu ứng sẽ biến mất. Trong khi điều đó chứng minh được tác dụng của giả dược là sinh hóa chứ không chỉ là một hiệu ứng tâm lý - chúng ta vẫn chẳng biết gì về sức mạnh của giả dược.

Giả dược chắc chắn là có thật. Đồng ý rằng nó có thể giúp mọi người khỏe hơn. Nhưng nếu chúng ta cứ áp dụng những cách thức dù được nghiên cứu nhiều nhưng lại chẳng hiểu được rõ ràng, chúng ta sẽ phải tìm hiểu cách thức tâm trí có thể ảnh hường đến sinh hóa của cơ thế - và ngay giờ đây chẳng ai hiểu được điều đó.

Nhiệt độ dưới mức 0 tuyệt đối

Nhiệt độ dưới mức 0 tuyệt đối đã từng là nhiệt độ lạnh nhất có thể.

Trước đây, các nhà khoa học đều nhất trí rằng không thể đạt được nhiệt độ dưới mức 0 tuyệt đối. Đây thực sự đã là nhiệt độ lạnh nhất có thể. Tuy nhiên cuối năm ngoái, một nhóm các nhà khoa học thuộc Viện Max-Planck ở Đức đã phá vỡ quan niệm đó: cuối cùng họ đã làm lạnh một đám mây nguyên tử khí xuống dưới -273,15 °C. Trên thực tế, kết quả thu được cũng mơ hồ như định nghĩa nhiệt độ và cách chúng phụ thuộc vào cả năng lượng và entropy (đơn vị đo sự lộn xộn của các hạt). New Scientist đã giải thích:

Về nguyên tắc, chúng ta có thể làm nóng các hạt lên trong khi hạ nhiệt entropy. Bởi vì điều này sẽ phá vỡ sự tương quan giữa entropy và năng lượng, đánh dấu điểm bắt đầu cho thang đo nhiệt độ âm, nơi sự phân bố năng lượng bị đảo ngược - thay vì hầu hết các hạt có năng lượng thấp và chỉ có một số ít có năng lượng cao thì tại đây hầu hết đều có năng lượng cao và chỉ một ít có mức năng lượng thấp.

Logic kỳ lạ này cho phép các nhà nghiên cứu của Viện Max-Planck lần đầu tiên có thể làm lạnh nhiều nguyên tử trong chân không xuống dưới mức 0 tuyệt đối. Tuy nhiên cho đến nay các nhà khoa học vẫn không biết làm gì với những hạt được làm lạnh này.

Hợp hạch lạnh

Hai nhà khoa học Fleischmann và Pons đã thành công trong việc quan sát phản ứng nhiệt hạch ở nhiệt độ phòng.

Vào năm 1989, hai nhà khoa học Fleischmann và Pons khẳng định rằng họ đã đạt được một thành tích đáng chú ý: họ đã thành công trong việc quan sát phản ứng nhiệt hạch ở nhiệt độ phòng. Ngay lâp tức, phát hiện này đã được dự đoán là một phát hiện cách mạng có thể biến đổi năng lượng sản xuất trên toàn cầu. Đáng buồn thay, họ không thể thực hiện lại các thí nghiệm của mình lần nữa - nhưng họ đã truyền cảm hứng giúp các nhà khoa học nghiên cứu hợp hạch lạnh một cách sâu sắc hơn.

Trên thực tế hóa ra quá trình này trên lý thuyết lại khả thi. Để hợp hai hạt nhân với nhau, chúng cần phải ở đủ gần nhau để vượt qua lực đẩy điện tích gây ra bởi các đám mây electron bay xung quanh chúng. Thường thì điều đó có thể xảy ra do nhiệt độ rất cao - ví dụ như nhiệt độ tại lõi mặt trời - nhưng vật lý lượng tử cho rằng bởi vị trí của điện trường gây ra lực đẩy là ngẫu nhiên, bởi vậy ít nhất cũng tồn tại khả năng các nguyên tử có thể hợp nhất mà không cần nạp năng lượng qua nhiệt độ cao.

Và hi vọng đó đã giúp một nhóm nhỏ các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu dò dẫm trong bóng tối, cố gắng làm cho hợp hạch lạnh xảy ra. Tất nhiên, dù đôi lúc thí nghiệm cũng cho những kết quả khả quan thì nghiên cứu vẫn còn khá mơ hồ. Về cơ bản đó là bởi vì, mặc dù lý thuyết lượng tử cho rằng điều đó rất khả thi, chẳng có ai biết cách ứng dụng lý thuyết đó vào một phản ứng nhiệt hạch thành công.