Nhân tiện có thời gian suy nghĩ, viết thêm một ít về đề tài vật lý – vốn là cái thữ mình thích đọc vào lúc nhàn tản, Khi xem hoa nở, khi chờ trăng lên – như cụ gì viết trong truyện thơ gì ấy.
Vật lý hiện đại cho rằng vạn vật trong vũ trụ tương tác nhau thông qua 4 lực (hấp dẫn, điện từ, mạnh, yếu). Tên gọi chỉ mang tính tương đối, chứ lực yếu thực ra không yếu chút nào. Ở mức độ quan sát bằng mắt thường, ta có thể phân biệt được tương tác hấp dẫn (làm cho quả táo rơi lên đầu ông Newton) và tương tác điện từ (làm cái áo len nổ lách tách khi ta tìm cách cởi nó ra trong một ngày mùa đông). Các lực mạnh và yếu tác động ở tầm cực ngắn. Lực mạnh chiến thắng lực đẩy điện từ để giữ cho các proton (cùng mang điện tích dương) ở khoảng cách cực bé trong hạt nhân. Lực yếu gây ra các phân rã, ví dụ như phân rã Uranium được ứng dụng dể làm bom nguyên tử. Lực hấp dẫn và lực điện từ tác động ở khoảng cách vĩ mô, dù cường độ lực không cao. Lực mạnh và lực yếu có phạm vi tác động rất hẹp, nhưng cường độ lớn hơn nhiều lần. Nếu xét một hạt nhân nguyên tử, người ta thường bỏ qua tương tác hấp dẫn và tương tác điện từ, đơn giản là vì chúng quá nhỏ so với lực mạnh và lực yếu.
Các lực đều được “truyền phát” thông qua trường của mình. Ví dụ lực điện từ được truyền phát thông qua điện từ trường, tương tự như vậy ta có trường hấp dẫn, trường mạnh và trường yếu. Ngoài trường hấp dẫn ra, các trường điện từ, mạnh và yếu đều có các lượng tử riêng, thành phần nhỏ nhất của trường và không thể chia cắt, ví dụ lượng tử điện từ là foton. Ba trường này được chuẩn hóa trong lý thuyết thống nhất lớn (GUT), nói rằng thật ra chúng chỉ là 3 cách thể hiện của cùng một dạng tương tác. Riêng tương tác hấp dẫn vẫn ngoan cố nằm ngoài GUT, và đến bây giờ vẫn chưa có bằng chứng chắc chắn về sự tồn tại của lượng tử hấp dẫn, mà tên chữ là graviton. Tác giả đọc thấy chỉ có thuyết dây (string theory) có khả năng bao trùm cả lực hấp dẫn, nhưng vẫn còn nhiều tranh luận quanh thuyết này.
Bạn đọc có kiến thức cơ bản về vật lý phổ thông có thể đặt câu hỏi, vậy các lực khác được dạy trong trường phổ thông thì quy về đâu trong cái lý thuyết 4 lực này. Xin thưa rằng hầu hết chúng là thể hiện của lực điện từ: lực ma sát, lực đàn hồi, lực căng mặt ngoài, lực mao dẫn, lực hút của nam châm. Có hai ngoại lê: chênh lệch áp suất sinh ra lực đẩy Ac-si-met và lực hút Béc-nu-li, và quán tính trong các hệ quy chiếu phi tuyến gây ra lực ly tâm và lực Coriolis.
Phần sau của bài viết này sẽ đề cập sâu hơn về các tương tác liên quan đến giải Nobel vật lý 2011.
No comments:
Post a Comment