Tin tức

25
Jun

Nguồn năng lượng mới thay thế xăng từ nước và pin con thỏ

Lâu nay, con người chúng ta đang phụ thuộc quá nhiều vào các nguồn năng lượng hóa thạch, đặc biệt là dầu mỏ. Chính vì lẽ đó, các nhà khoa học không ngừng tìm tòi nhằm thay thế chúng bằng các nguồn năng lượng mới sạch hơn, an toàn và bền vững hơn.

Nguyên liệu hydrogen chính là giải pháp được kì vọng rất nhiều. Tuy nhiên, trước đây, để sản xuất hydrogen, con người cần tới những kim loại quý hiếm như platinium và iridium. Vì vậy, giá thành tạo ra hydrogen là quá lớn.

Nguồn năng lượng mới thay thế xăng từ nước và pin con thỏCác chuyên gia thuộc ĐH

Nhưng tất cả sẽ trở thành dĩ vãng với thiết bị mới được các chuyên gia thuộc ĐH Stanford chế tạo ra. Đây là một cỗ máy điện phân giúp tách hydrogen ra từ nước với chi phí cực thấp. Nguyên liệu cấu thành thiết bị chỉ bao gồm một niken, sắt và một cục pin 1,5V.

Nguồn năng lượng mới thay thế xăng từ nước và pin con thỏCác chuyên gia thuộc ĐH
Thiết bị hoạt động liên tục trong 7 ngày mà không gặp vấn đề gì!

Sở dĩ thiết bị điện phân tạo ra được nhiều hydrogen là nhờ cấu tạo của hai điện cực từ oxit niken – sắt. Việc tán nhỏ thành những hạt kim loại ép lại với nhau làm tăng diện tích tiếp xúc trong nước của hai cực. Nhờ đó, hydrogen được sản xuất ra nhiều hơn mà tiêu hao ít năng lượng hơn.

Nguồn năng lượng mới thay thế xăng từ nước và pin con thỏCác chuyên gia thuộc ĐH
Cơ chế hóa học khi điện phân nước

Yi Cui, một giáo sư khoa học và kỹ thuật vật liệu Stanford nhận xét: “Quá trình này tạo ra các hạt siêu nhỏ kết nối mạnh mẽ, vì vậy các chất xúc tác sẽ có độ dẫn điện tốt và ổn định. Hơn nữa sử dụng chất xúc tác bằng niken và sắt còn có ưu thế hơn vì giá thành thấp”.

Nguồn năng lượng mới thay thế xăng từ nước và pin con thỏCác chuyên gia thuộc ĐH

Haotian Wang, chủ nhân phát minh cho biết: thiết bị điện phân này hoạt động rất ổn định, có thể tự duy trì trong 1 tuần với hiệu suất 82% ở nhiệt độ thường.

25
Jun

Vi mạch chuyên dụng mã hóa video đầu tiên của Việt Nam

Sáng 18/5/2015, trường ĐH Công nghệ (ĐH Quốc gia Hà Nội) công bố thông tin về sản phẩm vi mạch VNU-UET VENGME H.264/AVC @2014 (gọi tắt là VENGME H.264/AVC). Đây là vi mạch chuyên dụng mã hoá video đầu tiên của Việt Nam.

Đề tài do PGS Trần Xuân Tú chủ trì đã thiết kế, xây dựng kiến trúc phần cứng để thực hiện chức năng mã hoá video tương thích với chuẩn H.264/AVC dùng cho các thiết bị di động. Sau khi thiết kế thành công, bản thiết kế đã được gửi đi sản xuất tại hãng Global Foundry với công nghệ bán dẫn CMOS 130 nm.

VENGME H.264/AVC là vi mạch chuyên dụng thế hệ vi mạch đang được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới hiện nay và có độ phức tạp rất cao, tích hợp trên hai triệu cổng lô-gic (tương đương 8 triệu transistors). Ngoài việc tiếp cận, nắm vững công nghệ thiết kế đáp ứng chức năng mã hóa theo chuẩn của vi mạch, nhóm nghiên cứu còn có một số phát triển giải pháp tối ưu riêng, như kỹ thuật xử lý đường ống 4 tầng, phương pháp tái sử dụng dữ liệu, kỹ thuật tính toán trong quá trình truyền dữ liệu giữa các khối cơ bản, kỹ thuật thiết kế công suất thấp.

Vi mạch mã hóa video VNU-UET VENGME H.264/AVC @2014 do nhóm nghiên cứu của PGS Trần Xuân Tú thiết kế và chế tạo.

Vi mạch có một số tính năng vượt trội so với các sản phẩm công nghệ cùng lĩnh vực ứng dụng đang được nghiên cứu và triển khai trên thế giới về hiệu năng, năng lượng tiêu thụ và giá thành thiết kế. Nó có thể xử lý thời gian thực các video có độ phân giải lên tới HD 720p ở tần số 100MHz, với công suất tiêu thụ khá nhỏ (53 mW). Các nội dung sáng tạo này là cơ sở để nhóm tác giả công bố 10 bài báo trong hệ thống ISI/Scopus và được cộng đồng khoa học quốc tế quan tâm, trích dẫn đến 26 lần.

Qua nghiên cứu, trường Đại học Công nghệ đã xây dựng một đội ngũ cán bộ khoa học tương đối mạnh, làm chủ công nghệ thiết kế mạch tích hợp và có khả năng giải quyết các vấn đề công nghệ hiện đại, cho phép triển khai thiết kế các vi mạch quan trọng phục vụ cho lĩnh vực quốc phòng và an ninh quốc giabằng nội lực.

Vi mạch mã hoá tín hiệu video VENGME H.264/AVC được thiết kế nhằm hướng tới các ứng dụng như camera an ninh, camera giao thông, camera giám sát hiện trường hay đơn giản là camera giám sát toà nhà, trường học, địa điểm công cộng… và các thiết bị di động như điện thoại thông minh, máy quay video. Tại lễ công bố, trường Đại học Công nghệ và Công ty TNHH Giải pháp Thông minh Sài Gòn đã ký thoả thuận chuyển giao công nghệ và hợp tác phát triển thiết bị ứng dụng đối với VENGME H.264/AVC.

Sản phẩm công nghệ của đề tài cũng đã được chia sẻ một phần với Viện Điện tử và Tin học thuộc Uỷ ban năng lượng nguyên tử (CEA-LETI) của Cộng hoà Pháp để tiếp tục phát triển theo hướng giảm sâu công suất tiêu thụ – một trong những yêu cầu ngày càng gắt gao của các thiết bị di động hướng công nghệ xanh.

Ông Nguyễn Thanh Bình, Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ (Ban Cơ yếu Chính phủ) cho biết Ban Cơ yếu cũng đặt mục tiêu sớm thiết kế một vi mạch để sử dụng trong ngành. “Chúng tôi có những buổi làm việc với PGS Tú và thấy khả năng hợp tác sau buổi công bố rất khả quan. Dù chặng đường đi đến sản phẩm còn dài, nhưng đây là bước khởi đầu của định hướng phát triển công nghệ, công nghệ chất lượng cao dần dần thay thế lao động gia công”, ông Bình nói.

“Chương trình phát triển sản phẩm quốc gia định hướng phát triển vi mạch, Quỹ đổi mới công nghệ cũng đặt mục tiêu phát triển vi mạch điện tử là 1 trong những hướng chủ đạo. Bộ Khoa học công nghệ vì thế sẽ tạo điều kiện để các đơn vị nghiên cứu và đào tạo có thể tham gia đồng hành vào các chương trình của Bộ Khoa học công nghệ”, ông Nguyễn Văn Tăng, đại diện Văn phòng chương trình phát triển sản phẩm quốc gia (Bộ Khoa học Công nghệ), khẳng định.

Vi mạch là phần cơ bản, mấu chốt trong tất cả các sản phẩm công nghiệp, nhất là công nghiệp điện tử, và có thể được ví như “gạo công nghiệp”. Việc chủ động sản xuất được các dòng vi mạch điện tử có chức năng đa dạng và cập nhật công nghệ hiện đại nhất của thế giới sẽ nâng cao giá trị sản phẩm điện tử sản xuất tại Việt Nam với mức lợi nhuận đến 30%. Nghiên cứu và chế tạo thành công vi mạch còn đóng góp vào công tác đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho nền kinh tế tri thức, giảm nhập siêu linh kiện điện tử và giải pháp công nghệ, tạo ra các sản phẩm có ảnh hưởng và tác động lớn đến sự phát triển của nền kinh tế đất nước.

Với sản phẩm này, Việt Nam còn có thể làm chủ công nghệ điện tử phục vụ an ninh quốc phòng, thiết kế và chế tạo vi mạch điện tử quan trọng trong hệ thống vũ khí, khí tài quân sự, hệ thống định vị mục tiêu; bảo mật thông tin. Đây là những vấn đề không thể đặt hàng hoặc thuê nước ngoài thiết kế và chế tạo.

Ông Nguyễn Hữu Đức, phó Giám đốc ĐH Quốc gia Hà Nội, đánh giá nhóm nghiên cứu của PGS Trần Xuân Tú đã kết hợp tốt các quan điểm về nghiên cứu gắn thực tiễn và hội nhập quốc tế (xuất phát từ yêu cầu thực tiễn của đất nước, nhưng cần được triển khai theo cách tiếp cận chuẩn mực quốc tế); nghiên cứu cơ bản và phát triển công nghệ với trình độ cao (đảm bảo phát hiện tri thức mới, giải pháp mới có giá trị công bố được được trên các tạp chí quốc tế, hoặc đăng ký phát minh, sáng chế) và quan điểm nghiên cứu ứng dụng có hàm lượng khoa học cao.

Cùng với chương trình phát triển công nghiệp vi mạch Thành phố Hồ Chí Minh, sản phẩm vi mạch mã hoá video VENGME H.264/AVC của Đại học Quốc gia Hà Nội góp phần nâng cao vị thế của Việt Nam trên bản đồ sản xuất chip của thế giới, củng cố vị trí thứ 3 trong khu vực ASEAN. Đại học Quốc gia Hà Nội sẽ tiếp tục hỗ trợ, đầu tư để nhóm nghiên cứu phát triển ứng dụng của vi mạch đã chế tạo được và phát triển các thế hệ vi mạch mới có thể cạnh tranh toàn cầu“, GS Nguyễn Hữu Đức nói.

 

25
Jun

Tây Ban Nha tạo ra điện từ lốc xoáy

Công nghệ Vortex có hình dạng như những chiếc cột chọc thẳng lên trời. Thay vì thu năng lượng thông qua chuyển động quay tròn của cánh quạt, tuabin gió không cánh tạo ra điện năng nhờ chuyển động xoáy, hiện tượng khí động lực sinh ra những cơn lốc xoáy.

Tây Ban Nha tạo ra điện từ lốc xoáy
Công nghệ phong năng mới có hình dạng đơn giản, như những chiếc cột lớn chọc thẳng lên trời. (Ảnh: Vortex)

Hình dáng của Vortex được phát triển bằng công nghệ điện toán nhằm đảm bảo những luồng gió xoáy tác dụng đồng thời trên khắp thân cột. Trong phiên bản đầu tiên, thân cột được làm từ hợp chất của sợi thủy tinh và sợi carbon, cho phép nó chuyển động tối đa. Đáy của cột là hai vòng nam châm trái chiều, hoạt động như một động cơ không sử dụng điện. Khi cột dao động theo một chiều, nam châm sẽ kéo nó theo chiều ngược lại. Động năng này sau đó được chuyển hóa thành điện năng thông qua một máy dao điện.

Về hiệu suất, một chiếc Vortex Mini với chiều cao khoảng 12 m có thể thu được 40% năng lượng gió trong điều kiện lý tưởng (khi sức gió đạt 42 km/h). Theo kết quả thực nghiệm, Vortex Mini thu được ít hơn 30% năng lượng so các tuabin gió hiện tại, tuy nhiên với cùng diện tích đặt tuabin quạt, chúng ta có thể đặt được hai chiếc Vortex.

Những nhà phát triển khẳng định công nghệ có chi phí thấp hơn 51% so với các công nghệ hiện tại do không có bánh răng, bu lông hay các thiết bị chuyển động máy móc, phí bảo trì cũng thấp hơn. Ngoài ra, công nghệ còn có nhiều lợi thế khác như không tạo tiếng ồn và an toàn đối với các loài chim.

Các nhà nghiên cứu dự kiến sản phẩm đầu tiên là một tuabin 100W, cao 2,7 m sẽ được ra mắt vào cuối năm nay.

25
Jun

Chế tạo tụ điện từ bão biển

Vật liệu mới để chế tạo linh kiện điện tử cao cấp thường đắt đỏ và thuộc dạng công nghệ cao. Thế nhưng, một nhóm nghiên cứu ở Pháp mới đây đã cho thấy rằng các thành phần tích trữ năng lượng được gọi là siêu tụ điện, có thể được chế tạo từ một dạng vật liệu rất “bèo” là tảo biển nướng.

Francois Béguin thuộc Trung tâm Nghiên cứu CNRS về chất cách ly ở thành phố Orléans (Pháp) và cộng sự cho biết tảo biển, khi bị đốt cháy thành dạng giống như than, sẽ trở thành vật liệu thích hợp để tạo ra điện cực trong các siêu tụ điện cao cấp, hoạt động tốt không thua vật liệu carbon vốn được dùng trong các thiết bị thương mại. Mildred Dresselhaus, chuyên gia về vật liệu carbon ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT – Mỹ) chỉ ra rằng vỏ dừa đã được dùng làm carbon xốp để sản xuất thiết bị lọc nước và cho các ứng dụng khác. Polymer có nguồn gốc từ tảo biển mà Béguin tạo ra (được gọi là alginate) không độc hại và đã được sử dụng như chất làm đặc trong thực phẩm và mỹ phẩm. Mỗi năm 20.000 tấn alginate được chiết xuất từ tảo biển nên giá rất rẻ.

Siêu tụ điện thay thế cho pin trong việc lưu trữ điện năng trong các thiết bị điện tử di động. Nó gồm một cặp bản, hay điện cực, mang điện tích có thể được ngắt/mở, tạo ra dòng điện. Các tụ điện có thể cung cấp nhiều điện năng hơn – dòng điện hay điện thế cao hơn – so với pin, nhưng tích trữ tổng lượng điện năng ít hơn. Chúng có thể được ứng dụng làm nguồn năng lượng khẩn cấp cho máy tính hay nguồn năng lượng bổ trợ trong xe điện, chẳng hạn chúng có thể tích trữ năng lượng thu được trong quá trình thắng xe.

Lượng điện năng tích trữ trong tụ điện phụ thuộc vào điện tích trên các điện cực. Nhiều siêu tụ điện hiện tại có điện cực được làm từ một dạng xốp của vật liệu giống như than chì, được gọi là than hoạt tính – có giá rẻ và có thể tích trữ điện tích. Tuy nhiên, tính xốp lại là nhược điểm do tích trữ nhiều điện tích trong một chất liệu có mật độ thấp đòi hỏi khối lượng vật liệu lớn, điều này không thích hợp khi ứng dụng vào những thiết bị điện tử nhỏ gọn.

Cái mà Béguin và đồng nghiệp thật sự cần là dạng carbon tương đối dày, dẫn điện và có khả năng tích trữ lượng điện năng lớn. Các nhà nghiên cứu nghĩ rằng cellulose (chất xơ thực vật) có thể thích hợp bởi nó chứa nhiều nguyên tử ôxy trữ điện nhưng hầu hết ôxy đều không còn khi đốt nóng cellulose. Sau đó họ nghĩ đến alginate, thành phần có thừa trong tảo biển nâu, rất giống cellulose về mặt hóa tính nhưng có thể giữ ôxy khi bị đốt nóng.

Nhóm nghiên cứu người Pháp đã nấu alginate ở một khu rào kín không có không khí để biến nó thành loại bột đen. Kế tiếp, họ kết hợp bột này với chất polymer để tạo ra vật liệu cứng mà họ tạo dáng thành các điện cực để sử dụng cho siêu tụ điện. Lượng điện tích và năng lượng mà những thiết bị này có thể tích trữ tương đối ngang bằng với các tụ điện được làm từ than hoạt tính. Tuy nhiên, những tụ điện bằng tảo biển có thể được nạp mức điện thế cao gấp hai lần mà không bị vỡ, do loại vật liệu này dày gấp đôi. Bên cạnh đó, nó cũng có độ bền cao, và lượng điện tích trữ của nó giảm chỉ 15% sau mỗi chu kỳ 10.000 lần sạc. Béguin cho biết sẽ nhanh chóng thương mại hóa loại vật liệu này và một số công ty tỏ ra quan tâm đến công nghệ này.

7
May

Hợp kim tự định hình gia tăng chất lượng công trình xây dựng

Khi gọng kính mắt của bạn bị bẻ cong, sẽ rất khó để đưa nó về hình dạng ban đầu. Tuy nhiên, nếu cặp kính của bạn được làm từ loại hợp kim tự định hình mới này, bạn sẽ không cần phải lo lắng, bởi chỉ cần đặt gọng kính của bạn trong nước nóng, nó sẽ tự trở lại hình dạng ban đầu. Các nghiên cứu mới đã cho ra đời loại vật liệu có thể được ứng dụng hữu ích trong ngành công nghiệp xây dựng.

Hợp kim SMA giúp gia tăng chất lượng công trình xây dựng

Hợp kim tự định hình gia tăng chất lượng công trình xây dựng

Viện nghiên cứu của trường đại học kĩ thuật Bergakademie Freiberg, Đức đã tiến hành thí nghiệm trong đó loại hợp kim nhớ hình SMA được rèn tới nhiệt độ 1.1500 độ C. Loại hợp kim SMA có thể trở lại hình dạng ban đầu sau khi bị biến dạng nghiêm trọng một cách tự nhiên hoặc sau khi sử dụng nhiệt. Loại vật liệu hữu dụng này không chỉ được sử dụng cho các loại khung mà còn trong các ứng dụng kỹ thuật như máy điều nhiệt, vi thiết bị truyền động. Các ứng dụng khác trong ngành công nghiệp xây dựng như gia cố cầu.

Nếu dầm bê tông cốt thép được đúc với các thanh bằng vật liệu SMA, sau đó chúng có thể được “kích hoạt” thông qua các ứng dụng nhiệt. Để gia cố cầu cần tạo một lực cần thiết trên các thanh SMA đơn giản bằng cách làm nóng chúng bằng cách đưa một dòng điện qua chúng.

Các hợp kim titan niken được sử dụng làm khung không thích hợp để sử dụng trong các ngành công nghiệp xây dựng. Loại vật liệu SMA gốc sắt hữu ích trong xây dựng bởi giá nguyên liệu và chi phí sản xuất thấp. Tuy nhiên, một vấn đề còn là trở ngại lớn do để kích hoạt hiệu ứng phải tăng nhiệt độ lên đến 4000 độ C, đối với những loại vật liệu nhảy cảm như bê tông, vữa mức nhiệt này là quá cao. Trong một nghiên cứu mới các nhà khoa học đã cho ra đời loạihợp kim nhớ hình SMA gốc sắt – mangan – silicon, chỉ cần kích hoạt tại mức nhiệt 1600 độ C, phù hợp cho bê tông.

Nguồn: Internet

23
Apr

Mặt đường tự hút 4.000 lít nước ngập trong một phút

Một công ty vật liệu xây dựng tại Anh giới thiệu loại bê tông thần kỳ có thể hút 4.000 lít nước trong một phút, được kỳ vọng là giải pháp hữu ích khi xảy ra ngập lụt.

Bê tông thấm nước có tên gọi Topmix. Nó được thiết kế một lớp phủ siêu thấm, cho phép nước thấm qua bề mặt một cách nhanh chóng và tránh ứ đọng.

Trong thử nghiệm mới đây tại một bãi đỗ xe, loại bê tông này đã thấm hút được 4.000 lít nước chỉ trong vòng 60 giây. Nước từ máy phun nhanh chóng biến mất sau khi tràn xuống mặt đường.

Mặt đường tự hút 4.000 lít nước ngập trong một phút
Topmix – Loại bê tông thấm hút nước cực tốt. (Ảnh chụp từ video).

Theo công ty Lafarge Tarmac, sản phẩm bê tông thấm nước của họ không chỉ giúp đối phó với tình trạng ngập lụt, mà còn giảm nhiệt do vật liệu rải nhựa đường sinh ra khi nắng nóng. Đối với những khu vực dễ bị ngập , phương pháp này có thể thay thế bê tông thông thường và giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.

Mirror hôm 21/9 cho hay, ý tưởng sản xuất bê tông đặc biệt này xuất phát từ mong muốn giảm thiểu tác động do lũ lụt gây ra. Trên thực tế đây không phải ý tưởng hoàn toàn mới. Bê tông thấm nước đã có từ cách đây gần 60 năm, tuy nhiên được dùng để lát dưới. Trong khi đó, Topmix là vật liệu lý tưởng cho các bề mặt ở bãi đỗ xe và đường xe chạy.

Vấn đề duy nhất với bê tông siêu thấm là thời tiết lạnh, khi nước có thể đóng băng và gây nứt vỡ hoặc hư hại bề mặt.

20
Apr

Tham quan cỗ máy lớn nhất lịch sử nhân loại

Tìm hiểu các bộ phân tích, hệ thống máy tính… trải rộng trong một chu vi 27 km thuộc dự án Máy gia tốc hạt khổng lồ LHC, nguời xem sẽ hiểu thêm về hoạt động của cỗ máy đắt tiền nhất hành tinh mà con người tạo ra.

Tìm hiểu về cỗ máy lớn nhất lịch sử nhân loại

Quan sát từ vũ trụ, các nhà khoa học nhận thấy những vật chất thông thường như giải thiên hà, ngôi sao và hành tinh chỉ chiếm có 4% vũ trụ. Phần còn lại là vật chất đen (23%) và năng lượng đen (73%). Các nhà vật lý tin rằng, Dự án Máy gia tốc hạt khổng lồ (Large Hadron Collider – LHC) có thể hé mở cánh cửa vào những khoảng trống về nhận thức này.

Tham quan cỗ máy lớn nhất lịch sử nhân loại

Mục đích chính để xây dựng nó là phá vỡ những giới hạn và lý thuyết cơ bản hiện thời của vật lý hạt. Người đứng đầu CERN, nhà vật lý Pháp Robert Aymar cho biết: “Các phát hiện từ dự án trị giá 6,4 tỷ Euro (9,2 tỷ USD), quy tụ những nhà nghiên cứu từ 50 nước sẽ đem lại những tiến bộ khoa học lớn chưa từng có”.

Cỗ máy LHC bắt đầu chạy thử từ năm 2008, nhưng bị hỏng sau vài ngày vì rò rỉ khí heli. Sau khi sự cố được khắc phục, nó vận hành trở lại. Nhưng trong mấy ngày đầu tháng 11/2009, cỗ máy lại hỏng do nhiệt độ trong nhiều bộ phận tăng đột ngột. Đến nay, công việc sửa chữa hoàn tất. Hạt proton đầu tiên đã đi hết một vòng đường hầm dài 27km này.

Cấu tạo cỗ máy LHC

Cỗ máy khổng lồ LHC chứa hơn 1.000 nam châm khổng lồ để dẫn hướng hạt proton trong đường ống của cỗ máy, với tốc độ 11.000 vòng/giây, gần bằng tốc độ ánh sáng.

Tham quan cỗ máy lớn nhất lịch sử nhân loại
Khu vực biên giới Thụy Sĩ và Pháp với ba vòng tròn. Vòng nhỏ nhất (ở dưới bên phải) là Synchrotron Proton, vòng giữa là Super Proton Synchrotron (SPS) với chu vi 7 km và vòng lớn nhất LEP, với một phần của hồ Geneva có chu vi 27 km. LHC có thể gia tốc hạt đạt năng lượng 14 TeV (14.000 tỷ electron volt).


Sơ đồ vị trí đặt các bộ Phân tích trong Đường hầm dài 27km. Hiện LHC hoạt động ở mức năng lượng 3,5 TeV. Đó mới chỉ là nửa mức công suất thiết kế nhưng đã cao hơn ba lần rưỡi máy gia tốc hạt lớn thứ hai thế giới là Tevatron của Mỹ.

Hệ thống nam châm của máy được làm nguội bằng helium lỏng. Chiếc máy được ở độ sâu 100 m dưới mặt đất tại khu vực biên giới Pháp – Thụy Sĩ. Đường hầm có đường kính 3,8 m, có cấu trúc bê tông và được xây dựng từ năm 1983 đến 1988.

Sáu bộ phân tích (detector) đã được xây dựng trong hệ thống của LHC, nằm trong những hang lớn bên dưới mặt đất được đào tại các điểm giao của LHC. Hai bộ trong số đó là ATLAS (máy dò vật chất đen) và Compact Muon Solenoid (CMS) (máy dò hạt Higgs, “hạt của Chúa“) là những bộ phân tích hạt đa mục đích có kích thước lớn. Hai bộ A Large Ion Collider Experiment (ALICE) và LHCb có các chức năng riêng biệt hơn có nhiệm vụ tìm hiểu khoảnh khắc sau các “bản sao” vụ Big Bang và dò tìm các phần tử phản vật chất. Hai bộ còn lại nhỏ hơn nhiều là TOTEM và LHCf, dành cho các nghiên cứu chuyên môn đặc biệt khác.

Dưới đây là hình ảnh về các bộ phân tích: 

Tham quan cỗ máy lớn nhất lịch sử nhân loại

ATLAS – một trong hai bộ phân tích đa mục đích, sẽ được sử dụng để tìm kiếm những dấu hiệu vật lý học mới, bao gồm nguồn gốc của khối lượng và các chiều phụ trợ. Các máy dò ATLAS có chứa một loạt dày đặc các trụ đồng tâm, nơi có sự tương tác của chùm proton va chạm.

Tham quan cỗ máy lớn nhất lịch sử nhân loại

Giống với ATLAS, Compact Muon Solenoid (CMS) sẽ lùng sục các hạt Higgs và tìm kiếm những manh mối về bản chất của vật chất tối. Trong hình là phía bên trong “trái Tim” của máy CMS.

ALICE sẽ nghiên cứu một dạng “lỏng” của vật chất gọi là quark-gluon plasma, dạng tồn tại rất ngắn sau Vụ nổ lớn.

Tham quan cỗ máy lớn nhất lịch sử nhân loại

LHCb – so sánh những lượng vật chất và phản vật chất được tạo ra trong Vụ nổ lớn. LHCb sẽ cố gắng tìm hiểu chuyện gì đã xảy ra đối với phản vật chất “bị thất lạc”. LHCb rất lớn, 6X7 mét vuông bao gồm 3.300 khối chứa scintillator, sợi quang học và chì. Nó sẽ đo năng lượng của các hạt được sản xuất trong va chạm proton-proton.

TOTEM – đo kích thước của proton và LHC’s luminosity (tạm dịch: độ sáng máy gia tốc hạt lớn). Trong vật lý lượng tử, độ sáng ảnh hưởng đến độ chính xác của máy gia tốc hạt lớn trong việc tạo xung đột.

LHCf – nghiên cứu tia vũ trụ xuất hiện tự nhiên.

Hệ thống máy tính

Hệ thống tính toán phục vụ dự án LHC cũng là mạng lưới máy tính lớn nhất thế giới. Những vụ va đập của các photon lưu vào máy tính với dung lượng 15 terabyte dữ liệu mỗi năm. Phần lớn dữ liệu sẽ được lưu trong các cơ sở dữ liệu của Oracle và một số hệ thống lưu trữ thương mại.

Vai trò của mạng máy tính mà CERN thiết lập là tập hợp sức mạnh tính toán và lưu trữ rộng lớn để cung cấp cho các nhà khoa học khả năng truy xuất dữ liệu và công cụ tính toán khi cần. Những địa chỉ nằm trong lưới này còn có các trường đại học và trung tâm nghiên cứu từ Nhật Bản cho đến Canada, cộng với hai phòng thí nghiệm của HP.

 
Hệ thống Supermicro Server tại Trung tâm tính toán của Dự án LHC.

Tất cả hệ thống tính toán đóng góp sức mạnh với tổng số hơn 10.000 bộ vi xử lý và hàng trăm triệu gigabyte băng từ và đĩa lưu trữ. Thông tin về sự va chạm các chùm hạt trong máy gia tốc được gửi đến tất cả các trung tâm nghiên cứu tại Châu Âu, Châu Á và Mỹ để lưu giữ và xử lý dữ liệu.

Nhiều bí ẩn của vật lý và vũ trụ là mục tiêu của thí nghiệm. Tác động của thí nghiệm LHC sẽ lớn hơn cả việc lên mặt trăng lần đầu tiên. Thật khó đoán hết lợi ích thực tế của dự án này.

Nhiệm vụ nặng nề của cỗ máy hàng tỷ USD

Các chuyên gia thuộc Cơ quan điều hành LHC là Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Âu châu (CERN) ước tính chi phí sửa chữa và các chi phí an toàn khác liên quan tới LHC vào khoảng 37 triệu USD. Số tiền này lấy từ ngân sách của 20 quốc gia có liên quan. Hiện, chưa có quốc gia nào thuộc thành viên của CERN bày tỏ thái độ phản đối dự án LHC.

Tham quan cỗ máy lớn nhất lịch sử nhân loại
Đây là phần bên trong lõi của máy LHC. Hơn 15 nước cung cấp kinh phí cho dự án chế tạo máy gia tốc hạt lớn. Hơn 8.000 nhà khoa học cùng hàng trăm trường đại học và phòng thí nghiệm đã tham gia thiết kế cỗ máy

Với máy gia tốc hạt siêu mạnh LHC, các nhà khoa học có thể nghiên cứu các hạt ở kích cỡ 1/10 tỷ tỷ mét, đo đạc được các khoảng thời gian 1/10 triệu tỷ tỷ giây. “Chúng ta sẽ biết vũ trụ có gì ở 1/1.000.000 của 1 giây ngay sau Big Bang và đó là điều thật kỳ diệu”, nhà vật lý Robert Aymar nói.


Việc kiểm tra được thực hiện trên đoạn nam châm trong đường hầm LHC. Điều quan trọng là mỗi nam châm phải được đặt thật đúng vị trí nó đã được thiết kế để đường đi của chùm hạt được kiểm soát một cách chính xác.

Mục tiêu của thí nghiệm còn là để tìm “hạt Higgs”, một loại hạt cơ bản thuộc nhóm hạt hạ nguyên tử (nhỏ hơn nguyên tử), chính là loại hạt tạo ra khối lượng cho vật chất và tạo nên vũ trụ. Tên loại hạt được đặt theo tên nhà vật lý Scotland, Peter Higgs, người đã tính toán sự tồn tại của loại hạt này. Trong khi mọi người gọi là hạt Higgs thì Peter Higgs gọi là hạt của Chúa (God particle).

Ngoài ra, còn nhiều bí ẩn của vật lý và vũ trụ, trong đó có siêu đối xứng, vật chất đen, năng lượng đen… , những bí ẩn chưa có lời giải đáp ẩn chứa trong các chiều không gian mà LHC có nhiệm vụ khám phá, (phần lớn hạt cơ bản không thấy được đều để lại dấu vết sau va chạm nhưng một số hạt không bị phát hiện vì có thể chúng di chuyển theo những… chiều dư của không gian, cũng như tạo ra vật chất tối vô hình).

20
Apr

Bệ phóng vệ tinh sắp được xây dựng ở New Zealand

New Zealand sẽ sớm trở thành trung tâm chính để phóng vệ tinh lên quỹ đạo sau khi Rocket Lab, công ty hàng không vũ trụ của Mỹ, thông báo kế hoạch xây dựng bệ phóng tại nước này.

Trang Business Insider (Mỹ) ngày 25.7 đưa tin Rocket Lab đang nhắm đến việc xóa bỏ rào cản để thương mại hóa hàng không vũ trụ thông qua việc phóng các vệ tinh với chi phí phải chăng.

Bệ phóng vệ tinh sắp được xây dựng ở New Zealand
Bản vẽ mô phỏng bệ phóng của Rocket Lab đăng tải trên trang chủ của Rocket Lab

Công ty này thông báo kế hoạch xây dựng một khu vực phóng ở dải đất Kaitorete Spit thuộc khu vực Canterbury, gần thành phố Christchurch. Nơi đây họ sẽ thiết lập bệ phóng cùng tên lửa phóng mang tên Electron có nhiệm vụ phóng các vệ tinh cỡ nhỏ lên Quỹ đạo Trái đất tầm thấp.

Peter Beck, CEO của Rocket Lab, cho biết ông chọn New Zealand vì quốc gia này “có lợi thế về mặt kỹ thuật, hậu cần và kinh tế” vốn đã từng được NASA sử dụng cho các chuyến bay dưới tầm quỹ đạo.

Khu vực tại New Zealand có độ nghiêng và đồng bộ được với quỹ đạo của Mặt trời nên rất lý tưởng cho việc phóng các vệ tinh nhỏ”, Beck cho biết.

Việc các hệ thống phóng truyền thống đang đối mặt với viễn cảnh quá tải, Rocket Lab đã quyết định tự xây riêng bệ phóng cho mình với mục tiêu thực hiện được 100 đợt phóng trong một năm.

Việc xây dựng và đưa vào hoạt động điểm phóng vệ tinh của chúng tôi là điều cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng. Với việc phóng vệ tinh thường xuyên từ điểm phóng này, Rocket Lab sẽ tiến một bước gần hơn đến mục tiêu thương mại hóa ngành hàng không vũ trụ”, Beck cho biết thêm.

Được biết, đợt phóng đầu tiên dự kiến sẽ được thực hiện vào cuối năm nay.

18
Apr

Những công dụng không ngờ tới của Gorilla Glass

Một chuyến tham quan vòng quanh các phòng thí nghiệm của hãng sản xuất kính Corning sẽ cho ta thấy những chức năng mới toanh của kính cường lực Gorilla Glass. Thậm chí đến một ngày nào đó, chiếc smartphone của chúng ta có thể xét nghiệm xem liệu nguồn nước xung quanh có đủ sạch để uống hay không.

 

Mặc dù hiện vẫn chưa xuất hiện bất kỳ ứng dụng nào về nước sạch trên smartphone, nhưng các nhà nghiên cứu tại Corning đã khám phá ra rằng họ có thể dùng kính Gorilla Glass – một loại kính cường lực được sản xuất bởi chính hãng này – để tạo nên những cảm biến hóa-sinh cực kỳ nhạy bén, tới mức có thể phát hiện dấu vết của khí độc trong không khí hoặc các mầm bệnh trong nguồn nước.

Những công dụng không ngờ tới của Gorilla Glass

Loại cảm biến trên chỉ là một trong số nhiều dự án đang được tiến hành trong các phòng thí nghiệm R&D của Corning ở New York, Mỹ. Trong một vài thập kỷ gần đây, những tiến bộ trong sản xuất kính của Corning đã mang đến cho chúng ta những công nghệ như sợi quang học hay màn hình phẳng. Giờ đây, nhờ có Gorilla Glass, hãng này đã góp phần tạo ra những loại smartphone đời mới nhất. Nhưng bất chấp những thành công đáng kể của loại kính cường lực này, Corning vẫn đang hướng tới những đột phá công nghệ tiếp theo.

Trong năm 2014, Corning đã dành khoảng 8% doanh thu vào hoạt động R&D (nghiên cứu và phát triển sản phẩm). Đó là một khoản đầu tư lên tới 800 triệu USD. Mục đích của việc này là nhằm chuẩn bị cho nguy cơ một trong những ngành kinh doanh của hãng có thể gặp khó khăn như đã từng xảy ra trong quá khứ. Trong thời gian từ năm 2000 đến 2002, Corning đã mất hơn một nửa doanh thu của mình khi ngành kinh doanh sợi quang học sụp đổ. Cổ phiếu của hãng đã sụt giảm từ 113 USD/cổ phiếu xuống còn chỉ hơn 1 USD/cổ phiếu. Và hiện tại, hãng gặp phải một thách thức mới khi khách hàng lớn nhất của mình, Apple, đã gần tiến đến việc thay thế Gorilla Glass bằng kính sapphire.

Những công dụng không ngờ tới của Gorilla Glass

Màn hình điện thoại hiện vẫn mang về tới gần một nửa doanh thu cho Corning, và gần 1/3 trong số đó tới từ Gorilla Glass. Để mở rộng thị phần và chống lại những thách thức tới từ những loại vật liệu khác, Corning đang cố gắng khám phá thêm những tính năng cho loại kính cường lực này, chẳng hạn như biến nó thành một bộ cảm biến. Cùng với đó hãng đang tìm kiếm thêm thị trường mới cho Gorilla Glass, ngoài thị trường màn hình di động.

Khả năng biến màn hình điện thoại thành một bộ cảm biến hóa sinh là một trong những bước đầu tiên của dự án tại Corning. Các nhà nghiên cứu của hãng này đã phát hiện ra rằng họ có thể tạo ra những ống dẫn sóng chất lượng rất cao – có tác dụng điều hướng ánh sáng – trong tấm kính Gorilla Glass. Họ có thể tạo ra những ống dẫn sóng nằm ngay sát bề mặt để biến tấm kính thành một loại cảm biến. Điều này hoàn toàn không khả thi với các loại kính thông thường vì chúng rất dễ vỡ. Để tạo ra những ống dẫn sóng, các nhà khoa học phải chiếu một tia laser cường độ cao hướng đến gần bề mặt của tấm kính, rồi vạch lên trên bề mặt của nó – một công việc thường làm thay đổi đặc tính quang học của tấm kính.

Muốn chế tạo được một bộ cảm biến từ kính Gorilla Glass, các nhà nghiên cứu phải làm cho một ống dẫn sóng chia thành hai đường riêng biệt. Sau đó làm cho hai con đường này hội tụ, và ánh sáng trên hai đường giao với nhau. Một đường sẽ đóng vai trò là đường cảm biến, và đường còn lại là đường tham chiếu. Chỉ cần một sự thay đổi nhỏ của ánh sáng ở đường cảm biến – chẳng hạn như cường độ của nó – cũng có thể bị phát hiện bằng cách quan sát sự giao thoa của ánh sáng từ hai đường. Các nhà nghiên cứu đã mô phỏng quá trình này bằng một cảm biến đơn giản có thể phát hiện được sự thay đổi về nhiệt độ. Khi làm nóng đường cảm biến, hình dạng của nó sẽ bị biến đổi, dẫn đến việc thay đổi tính chất của ánh sáng đi qua đường này.

Bởi vì các ống dẫn sóng nằm ở ngay gần bề mặt, nền một phần ánh sáng sẽ thoát ra khỏi tấm kính, và bất kỳ vật gì đặt trên mặt kính sẽ tương tác với phần ánh sáng đó. Điều này có nghĩa là để tạo ra một cảm biến hóa học hay sinh học, các nhà khoa học có thể thay đổi bề mặt của tấm kính để có thể giữ lại một mục tiêu cụ thể. Ví dụ, chúng ta có thể thêm những kháng thể tương ứng với khuẩn E.coli vào mặt kính. Khi đó, để phát hiện ra sự hiện diện của loại khuẩn này, chúng ta sẽ chỉ cần nhỏ một giọt nước lên màn hình điện thoại là xong.

Do các ống dẫn sóng có kích thước rất nhỏ, vì vậy chúng sẽ không cản trở khả năng hiển thị của màn hình. Và cũng bởi vậy nên các loại cảm biến dành cho các đối tượng hóa học và sinh học khác nhau có thể được tích hợp vào cùng một chiếc smartphone.

Những công dụng không ngờ tới của Gorilla Glass

Các nhà nghiên cứu của Corning cũng đã phát hiện ra rằng Gorilla Glass có một đặc tính âm học rất hữu dụng, đó là cách mà loại kính này rung lên khác hẳn so với kính thông thường – nó có thể kìm hãm sóng âm. Ứng dụng đơn giản nhất của phát hiện này là dùng Gorilla Glass làm kính cách âm.

Nhưng cũng với đặc tính âm học này, các nhà khoa học có thể biến màn hình Gorilla Glass thành một bộ loa. Một nguyên mẫu như vậy đã được tạo ra trong phòng thí nghiệm của Corning. Nó bao gồm một sợi dây ở bên trong màn hình, được gắn liền với một bộ truyền động nhỏ có tác dụng làm rung tấm kính để tạo ra âm thanh. Nhờ đó, sóng âm có thể được kiểm soát tốt hơn, giúp tạo ra âm thanh với chất lượng tốt hơn nhiều.

Ở một phòng thí nghiệm khác của Corning, các nhà nghiên cứu đang tạo ra một cửa kính hết sức đặc biệt. Nó trông bình thường như bao loại cửa kính khác, nhưng chỉ với một sự chuyển đổi trên bảng mạch, tấm kính đã biến thành một màn hình tivi, và người xem chỉ có thể lờ mờ nhìn thấy khung cảnh đằng sau tấm kính đó. Nhưng khi không trình chiếu các đoạn video, chúng ta lại có thể nhìn xuyên qua nó như bao loại cửa kính khác. Corning hiện vẫn đang giữ bí mật về cách thức tạo ra loại màn hình này.

Những công dụng không ngờ tới của Gorilla Glass

Đồ vật bí ẩn nhất trong số các phát minh ở các phòng thí nghiệm của Corning là một món đồ chơi Slinky bằng kính. Nó được tạo ra bởi một loại kính Gorilla rất mỏng được uốn thành hình xoắn ốc bằng một công cụ laser đời mới. Slinky là một món đồ chơi mà khi bạn giữ một đầu và thả đầu còn lại, nó sẽ giãn rộng theo hướng xuống mặt đất. Các loại kính thường sẽ vỡ vụn khi làm như vậy, nhưng bởi vì kính Gorilla cứng hơn, nên nó sẽ có xu hướng bật trở lại như lò xo. Chìa khóa để tạo ra loại kính co dãn này là làm cho kính Gorilla mỏng đi.

Corning hiện cũng đang tạo ra Willow Glass, một loại kính chỉ dày 100 micromet – bằng một phần tư độ dày của loại kính Gorilla dùng làm màn hình điện thoại. Nó có thể được chuyển tới khách hàng dưới dạng các “cuộn kính”, giúp quá trình sản xuất kính trở nên rẻ hơn và dễ dàng hơn. Các khách hàng tiềm năng hiện vẫn đang xem xét tính ứng dụng của loại sản phẩm này, nhưng ngay từ bây giờ, một loại kính thậm chí còn mềm dẻo hơn đã được Corning đưa vào nghiên cứu, theo Giám đốc Phòng Công nghệ David Morse. Loại kính này có thể gấp xung quanh mép của những đồ vật mỏng như quyển sổ ghi chú, và cứ gấp như thế hàng triệu lần mà không bị vỡ. Nó có thể là yếu tố quan trọng trong các thiết bị điện tử có thể gập được trong tương lai.

Được thành lập từ năm 1851, hãng sản xuất kính Corning đã tồn tại từ đó đến nay nhờ khả năng liên tục phát hiện ra những công dụng mới của các loại kính. Khi mà thị trường sợi quang học sụp đổ, công việc sản xuất kính làm ống tia catot trong tivi của Corning cũng bị ảnh hưởng nặng nề. Nhưng hãng đã vượt qua khủng hoảng nhờ phát minh ra quy trình sản xuất kính chất lượng cao dành cho các transistor trong màn hình LCD. Một vài năm sau, Corning đã nhận được một cuộc gọi từ Steve Jobs, người đang cần một loại kính cường lực cho chiếc iPhone đầu tiên của mình. Và Corning đã mang tới một công nghệ hoàn toàn mới – một loại kính cường lực có tên Gorilla Glass. Xét theo những gì đang diễn ra trong các phòng thí nghiệm ở trên, có vẻ Corning đang sẵn sàng cho cú điện thoại tiếp theo.