Các nhà vật lý học tạo ra được nguồn sáng sáng nhất trong lịch sử, bằng một tỷ lần Mặt Trời

Các nhà nghiên cứu vừa đăng tải kết quả thí nghiệm tạo ra loại ánh sáng sáng nhất từng xuất hiện trên Trái Đất này. Sáng tới mức nào? Bằng một tỷ lần Mặt Trời của chúng ta.

Nghiên cứu này ngoài việc tạo ra một thứ loài người chưa từng chứng kiến ra, còn có sự trợ giúp đắc lực của một loại tia X-quang mới và bên cạnh đó, ta cũng xác nhận luôn được một số luật cơ bản của động lực điện.

“Trong nhiều năm, đã từng có rất nhiều giả thuyết được đưa ra nhưng chúng chưa bao giờ được thử trong môi trường phòng thí nghiệm cả, bởi lẽ ta chưa có được một nguồn sáng đủ sáng để thực hiện chúng”, Donald Umstadter, trưởng ban nghiên cứu dự án sử dụng ánh sáng mạnh gấp 1 tỷ lần Mặt Trời để thử nghiệm cho hay.

“Chúng tôi cũng đã đưa ra nhiều suy đoán về kết quả thí nghiệm, và giờ đã xác nhận được rằng một vài suy đoán đã chính xác”.

Các nhà vật lý học từ Đại học Nebraska-Lincoln sử dụng laser DIOCLES – một trong những tia laser mạnh nhất nước Mỹ để tạo ra thứ ánh sáng siêu sáng này. Họ bắn tia laser đó vào một electron bị kìm giữ bởi helium để xem các photon – các hạt ánh sáng tán xạ như thế nào khi va chạm với một electron duy nhất.

Thông thường, việc photon phân tán ra khi gặp vật cản chính là lý do tại sao ta nhìn thấy được sự vật bằng mắt; nhưng khi photon va vào electron và phân tán, thì chỉ một photon bị bật ra mà thôi. Trong một số thử nghiệm trước đây, các thử nghiệm với laser đã phóng và bật được một vài photon từ một electron, nhưng trong thử nghiệm mới lần này, có tới gần 1.000 photon được phân tán ra, tạo ra thứ ánh sáng mạnh nhất lịch sử nhân loại.

Và hơn nữa, việc phân tán photon này mạnh mẽ tới mức nó còn làm vật thể biến dạng.

“Khi chúng tôi có thứ ánh sáng mạnh không tưởng này, chúng tôi mới biết được rằng việc bản chất việc tán xạ thay đổi”, nhà nghiên cứu Umstadter nói. Thay vì photon bị phân tán theo đúng góc cạnh và lượng năng lượng như nhau trước và sau khi nó va vào electron như trong các thử nghiệm với nguồn sáng thông thường, nguồn sáng cực mạnh này vừa thay đổi góc tán xạ mà lại vừa tạo ra một lượng năng lượng khác thường.

Một vật được chiếu sáng thì chỉ sáng hơn thôi, còn lại vẻ ngoài của nó chẳng thay đổi gì – chẳng khác so với lúc được những ánh sáng yếu hơn chiếu vào. Nhưng trong thử nghiệm này, ánh sáng cực mạnh đã thay đổi cả vẻ ngoài của vật thể. Ánh sáng phản chiếu lại từ vật thể đi theo một góc khác, với màu khác phụ thuộc vào nguồn sáng sáng tới mức nào, giáo sư Umstadter nói.

Ánh sáng quá mạnh làm chúng ta thấy một vật thể khác đi, nhưng đâu ra khám phá về tia X-quang được nhắc tới ở đầu bài viết? Đó là khi tia laser cực mạnh này bắn vào một electron, hạt mang điện này phóng tia photon của chính nó nữa.

Photon được phóng ra này có năng lượng bằng tổng tất cả các hạt photon khác va vào electron và do đó, khiến photon đơn lẻ này có năng lượng và bước sóng của một tia X-quang.

Bằng tia X-quang mới, các nhà khoa học có thể chụp được hình ảnh chi tiết của một chiếc USB, việc bất khả thi với tia X-quang thường.

Các nhà khoa học mong muốn sử dụng tia X-quang đặc biệt này để phát hiện ra những khối u mà hệ thống X-quang thông thường không thấy được, hay tạo ra một camera chụp ảnh siêu nhanh để chụp lại được hành đồng của các hạt electron cũng như chụp lại các phản ứng hóa học diễn ra trong chớp mắt, hay đơn giản hơn là tạo ra một hình ảnh 3D của một vật thể kích cỡ nano.

Đó là việc của các nhà khoa học, hiện giờ thì ta cứ biết rằng các nhà khoa học tạo ra được một thứ ánh sáng sáng nhất lịch sử nhân loại, với mức sáng bằng 1 tỷ lần Mặt Trời. Nó sáng tới mức làm cho electron phóng ra một hạt photon mang nhiều năng lượng và làm vật thể có hình dáng khác đi. Từng ấy thứ chứng tỏ ta vẫn chưa hiểu hết những thứ cơ bản của thế giới, đơn cử như ánh sáng.

Vẫn chưa tới lúc con người hiểu được bản chất cơ bản của thế giới này.