Công nghệ tên lửa hiện nay còn khá hạn chế. Ảnh minh họa: Reuters

Tàu vũ trụ Voyager 1 là vật thể bay có tốc độ lớn nhất hiện tại của con người, khoảng 14 km một giây, có khả năng bay ra ngoài hệ Mặt Trời sau vài năm. Tuy nhiên, tốc độ đó không là gì so với các khoảng cách trong vũ trụ. Thiên hà Andromeda gần chúng ta nhất cũng cách Trái Đất 2,5 triệu năm ánh sáng.

“Tốc độ 14 km một giây thực sự rất chậm, nếu tính tới các khoảng cách rất xa trong vũ trụ”, Ryan Weed phát biểu tại Hội nghị Wired 2015 hôm 16/10. Ông là đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Positron Dynamics, công ty có trụ sở tại California và liên kết với nhiều công ty vũ trụ hàng không khác như SpaceX và Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA). “Chúng ta cần một tên lửa tốt hơn rất nhiều, một cách ưu việt hơn để có thể bay ra ngoài vũ trụ”.

Năng lượng từ phản vật chất thu được từ một quá trình gọi là “triệt tiêu”. Đây là một tính chất độc đáo của phản vật chất: khi cho phản vật chất và vật chất va chạm vào nhau, chúng sẽ tự triệt tiêu nhau và sinh ra năng lượng tinh khiết. Đây là sự chuyển đổi vật chất thành năng lượng trực tiếp nhất.

Để dễ hình dung sự mạnh mẽ của động cơ phản vật chất, Weed lấy ví dụ nếu bạn có 20 hạt muối và 20 hạt “phản vật chất muối” va chạm với nhau, năng lượng tạo ra sẽ tương đương với hơn 1.800 tấn nhiên liệu tên lửa thông thường, hoặc tương đương với năng lượng mà cả thành phố London sử dụng trong một ngày.

Với động cơ phản vật chất, tên lửa có thể bay vòng quanh Trái Đất trong ba giây, tới sao Hỏa trong vài tuần, tới sao Diêm Vương trong vài tháng và tới hệ sao Alpha Centauri mất khoảng 40 năm. Với tốc độ của Voyager 1, cần tới 30.000 năm để tới được hệ sao này.

Tuy nhiên, công nghệ hiện nay chưa cho phép khai thác nguồn nhiên liệu này. Các hạt positron, phản vật chất của electron dự định được sử dụng, vẫn chỉ tồn tại ở trạng thái nhiệt độ rất cao, chưa thể điều khiển được.

“Với công nghệ hiện nay, cứ 1.000 positron thì chỉ khai thác được một để tạo ra năng lượng, hiệu suất quá thấp”, Weed giải thích. Để giải quyết vấn đề này, Weed và nhóm nghiên cứu của ông đã gửi một bằng sáng chế về một hệ thống “Hạ nhiệt positron sử dụng điện từ trường kết hợp với chất bán dẫn”.

Mục tiêu trước mắt của công ty là chế tạo một vệ tinh cỡ hộp đựng giày, sử dụng động cơ phản vật chất phóng vào quỹ đạo. Nếu thành công, dự án không chỉ phục vụ mục tiêu du hành vũ trụ trong tương lai, mà còn có thể giúp giảm đáng kể chi phí phóng vệ tinh lên các quỹ đạo thấp của các công ty công nghệ như Google, Samsung. Samsung đang có kế hoạch phóng 5.000 vệ tinh để tạo ra một hệ thống mạng băng thông rộng trên toàn cầu.

Nguyễn Thành Minh

Mô hình lá nhân tạo. Ảnh: Iflscience

Theo Iflscience, nhóm nghiên cứu khẳng định nó là một bước tiến quan trọng hướng tới sử dụng nhiên liệu tự tái tạo phục vụ mọi nhu cầu, từ sưởi ấm tới cho giao thông vận tải, mà không gây ra bất kỳ loại khí nhà kính nào.

Bước đột phá này được công bố trong tạp chí Proceedings tháng 8 của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ, do Peidong Yang và đồng nghiệp tại Viện Năng lượng và Khoa học Nano Kavli, đại học California, Berkeley, nghiên cứu.

Nó được xây dựng dựa trên các quá trình quang hợp tự nhiên, khi nước và khí C02 được thực vật chuyển hoá thành đường – một loại nhiên liệu hữu cơ. Bằng cách tinh chỉnh quá trình này thông qua quang hợp nhân tạo, chúng ta có thể tạo ra một loạt những sản phẩm khác nhau.

Để chứng minh tính khả thi của dự án, nhóm nghiên cứu đã tạo ra khí mêtan, thay vì đường, từ khí CO2 bằng hệ thống của họ. Thiết bị hoạt động dựa trên sự kết hợp của các sợi nano bán dẫn và vi khuẩn. Sử dụng chất xúc tác vô cơ, nước được tách ra thành hydro, sau đó tế bào sống sử dụng, chuyển đổi khí CO2 thành các sản phẩm hóa chất – trong trường hợp này là mêtan.

“Chúng tôi có thể tạo electron từ ánh sáng một cách hiệp quả, nhưng các hệ thống của chúng tôi trước đây luôn bị hạn chế bởi hóa tổng hợp”, ông Yang cho biết. “Một trong những mục đích của thí nghiệm này là để chứng tỏ rằng chúng ta có thể tích hợp xúc tác vi khuẩn với công nghệ bán dẫn. Điều này cho phép chúng ta hiểu và tối ưu hóa một hệ thống quang hợp thực sự mang tính nhân tạo”.

Một hệ thống tương tự được phát minh bởi Yang và nhóm của ông hồi đầu năm nay để sản xuất butanol, một thành phần của xăng, và các vật liệu sinh hóa khác nhau. Tiếp theo, họ sẽ cố gắng để tạo nên một hệ thống nhân tạo hoàn toàn không cần dùng tới vi khuẩn. Hệ thống này dựa trên thiết kế trong tự nhiên để tái tạo quá trình quang hợp, và cuối cùng sản xuất nhiên liệu lỏng với khả năng sử dụng trong nhiều tháng hoặc nhiều năm.

“Chúng tôi không muốn bắt chước thiên nhiên một cách máy móc và dập khuôn”, Ted Sargent, phó trưởng khoa Khoa học Ứng dụng và Kỹ thuật tại Đại học Toronto cho biết. “Thay vào đó, chúng tôi muốn học hỏi từ tự nhiên, từ những nguyên tắc của tự nhiên để tạo nên một chất xúc tác có hiệu suất thuyết phục và có tính chọn lọc, và sau đó sử dụng những hiểu biết này để tạo ra các giải pháp công nghệ tốt hơn”.

Vì vậy, tuy chưa thể sử dụng những chiêc lá nhân tạo để cung cấp điện cho nhà hoặc xe hơi ngay lập tức, nhưng đây có thể là một bước tiến đáng kể để đạt mục tiêu đó.

Sơ đồ nguyên tắc phản ứng của lá nhân tạo. Ảnh: Iflscience

Phương Chu

Nhà máy Noor số 1 sẽ đi vào hoạt động tháng tới. Ảnh: Guardian

Theo IB Times, nhà máy Noor được đặt tại Ouarzazate, nơi được mệnh danh là Cánh cửa vào Sa mạc, thủ phủ tỉnh cùng tên ở miền trung Morocco. Nhà máy là một phần trong kế hoạch đưa Morocco trở thành quốc gia sử dụng 1/2 điện từ năng lượng tái tạo sau 5 năm nữa.

Noor (trong tiếng Arab nghĩa là ánh sáng) là tổ hợp 4 nhà máy điện mặt trời công suất lớn, trị giá 9 tỷ USD. Nhà máy số 1 có 500.000 tấm gương thu ánh sáng mặt trời, xếp thành 800 hàng, công suất 160 MW điện một năm, sẽ đi vào hoạt động tháng tới.

Mỗi tấm gương hình parabol cao 12 mét, nối với nhau bằng hệ thống đường ống thép có tác dụng như một “giải pháp truyền nhiệt” (Heat transfer solution -HFT) nóng tới 393 độ C tới một động cơ nhiệt. Ở đó, nó sẽ được trộn với nước để tạo thành hơi nước làm chuyển động các tuốc-bin tạo ra điện.

Nhà máy số 2 và số 3 dự kiến sẽ đi vào hoạt động năm 2017, nhà máy số 4 dự kiến năm 2020. Khi đó, tổng diện tích gương mặt trời lắp đặt ở Noor dự tính bằng diện tích thủ đô Rabat (117 km2) của Morocco, và là nhà máy điện mặt trời tập trung (CSP) lớn nhất thế giới với công suất 580 MW một năm, đủ để cung cấp cho một triệu hộ gia đình. Nhà máy quang năng lớn nhất hiện nay là Solar Star đặt tại Rosamond, California, Mỹ, với công suất 579 MW một năm.

Bộ trưởng Môi trường Morocco, Hakima el-Haite cho biết, năng lượng mặt trời sẽ có ảnh hưởng tương tự tới khu vực như khai thác và sản xuất dầu mỏ.

“Chúng tôi không phải là nhà sản xuất dầu. 94% điện năng mà Morocco sử dụng có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch và phải nhập khẩu từ nước ngoài, là gánh nặng lớn cho ngân sách”, bà el-Haite nói. Do đó, chính phủ Morocco quyết định đầu tư vào năng lượng mặt trời đầy tiềm năng.

Quang năng sẽ trở thành nguồn cung năng lượng tái tạo thứ ba của Morocco vào năm 2020, cùng với phong năng và thủy điện.

“Chúng tôi rất tự hào về dự án này”, bà el-Haite cho biết. “Tôi đánh giá đây là nhà máy năng lượng mặt trời rất quan trọng trên thế giới”. Chính quyền Morocco hy vọng, trong tương lai, có thể xuất khẩu quang năng sang các nước trong khu vực và cả châu Âu.

Những tấm gương hình parabol cao 12 mét đặt trong nhà máy số 1 tại sa mạc Sahara. Ảnh: Guardian

Hồng Hạnh

Tủ lạnh không dùng điện. Ảnh: Biomimicry Global Design Challenge

“Chúng tôi muốn giảm lượng thực phẩm lãng phí trên thế giới. Do đó, chúng tôi thiết kế loại tủ lạnh này vì nó rất dễ chế tạo còn vật liệu thì rẻ tiền”, Michelle Zhou, một sinh viên trong nhóm, hiện đang theo học Đại học Calgary, cho biết.

Thiết bị hoạt động theo nguyên lý làm lạnh bay hơi, gồm một ống dẫn khí bằng đồng cuộn tròn, đặt trong một buồng bay hơi chứa nước. Buồng bay hơi một bên nối với phễu hút khí, một bên nối với một buồng lạnh cách nhiệt, nơi để thực phẩm. Không khí sẽ được hút vào buồng bay hơi qua phễu theo hiệu ứng Venturi. Phần đầu phễu tiết diện lớn nên áp suất không khí sẽ lớn, phần ống nối phía sau tiết diện nhỏ hơn nên áp suất khí nhỏ. Chênh lệch áp suất sẽ đẩy không khí từ ngoài vào trong ống.

Do toàn bộ phần ống nối phía ngoài buồng bay hơi và buồng lạnh đều được chôn dưới đất, nên khi vào tới buồng bay hơi, nhiệt độ đã thấp đi một chút. Trong buồng bay hơi, quá trình bốc hơi của nước sẽ làm giảm nhiệt độ của không khí trong ống đồng. Sự bốc hơi nước được đẩy nhanh bằng một cái quạt nhỏ, chạy bằng pin mặt trời. Không khí sau khi được làm lạnh sẽ di chuyển qua đoạn ống nối chôn dưới đất để vào buồng lạnh cách nhiệt, nơi để thực phẩm.

Bước tiếp theo của nhóm sẽ là cải tiến thiết kế để có thể giữ nhiệt độ trong buồng lạnh ổn định ở mức 4,5 độ C, nhiệt độ bảo quản thực phẩm. Đây là thiết kế từng đạt giải nhất hạng mục sinh viên của cuộc thi Thiết kế phỏng sinh học toàn cầu 2015, yêu cầu các nhà nghiên cứu mang đến các cải tiến cho hệ thống lương thực toàn cầu, dựa trên các nguyên lý tự nhiên.

“Khoảng một phần tư tới một nửa lượng thực phẩm thế giới bị lãng phí mỗi năm, và 70% người dân nông thôn châu Phi sống trong cảnh thiếu điện”, Jorge Zapote, trưởng nhóm nghiên cứu, trao đổi với CBC News. “Thiết kế hiện tại của chúng tôi vẫn còn phải sử dụng một chút điện từ pin Mặt Trời, nhưng trong tương lai sẽ hoàn toàn không cần tới điện, và nó sẽ rất hữu ích cho người dân những nơi thiếu điện”.

Nguyễn Thành Minh

Chiến đấu cơ thế hệ thứ năm F-22 của Mỹ. Ảnh: Wikipedia

“Nga đang thực sự thiết lập một khu vực bất khả xâm phạm tại Syria”, trang mạng quốc phòng Pháp Réseau international ngày 23/10 dẫn lời tướng Philip Breedlove, tư lệnh quân đội NATO tại châu Âu, cho hay.

Theo đó, các phương tiện trinh sát điện tử của Mỹ và NATO hoàn toàn bất lực trước hệ thống tác chiến điện tử Nga được bố trí trong một khu vực rộng lớn bao trùm một phần ba lãnh thổ Syria, từ sây bay Latakia đến căn cứ quân sự Hmeimim. “Chúng tôi không thể nhận diện được bất kỳ hệ thống vũ khí, khí tài nào của Nga bố trí trong khu vực này do hệ thống gây nhiễu vô cùng dày đặc, thực sự đó là khu vực không thể quan sát”, ông Breedlove cho hay.

Ngoài khả năng gây nhiễu, khả năng trinh sát và nhận diện của các hệ thống tác chiến điện tử của Nga cũng được cải thiện đáng kể. Mới đây Bộ Quốc phòng Nga tuyên bố đã biên chế cho quân đội Nga những tổ hợp tác chiến điện tử tối tân đầu tiên có tên gọi Moscow-1.

Theo các chuyên gia quân sự, tổ hợp Moscow-1 áp dụng công nghệ kỹ thuật số mới nhất, hoạt động ở chế độ radar thụ động, phát hiện các phương tiện bay bằng cách dò theo bức xạ của chúng từ khoảng cách 400 km. Tổ hợp này còn có thể phát hiện cả các loại đạn của đối phương.

Trong khi hệ thống tác chiến điện tử Krasukha chỉ được đánh giá cao về khả năng gây nhiễu, Moscow-1 sẽ là “át chủ bài” về khả năng phát hiện và nhận diện mục tiêu của không quân Nga.

“Với sự tiến bộ đáng kinh ngạc của về công nghệ radar của Nga trong những năm gần đây, các chuyên gia quân sự Mỹ và NATO nhận định rằng nguy cơ các chiến đấu cơ thế hệ thứ 5 F-22 mất khả năng tàng hình và trở thành ‘bia bay’ đối với các hệ thống phòng không của Nga hoàn toàn có thể xảy ra”, ông Breedlove nói.

Năm 2014 Nga đã từ bỏ chương trình phát triển phiên bản hai phi công của tiêm kích thế hệ 5 T-50 Sukhoi, vốn được đánh giá là mạnh nhất thế giới khi đi vào hoạt động. Khi đó, Bộ Quốc phòng Nga tuyên bố rằng tiềm lực tài chính không cho phép tiếp tục chương trình này, mà chỉ chú trọng vào phiên bản T-50 một phi công.

Nhiều chuyên gia quân sự phương Tây cho rằng chương trình phát triển T-50 hai phi công là không cần thiết, bởi với các hệ thống tác chiến điện tử và công nghệ radar hiện đại, các chiến lược gia quân sự Nga đủ tự tin có thể khắc chế mọi chiến đấu cơ hiện đại của Mỹ và NATO.

Mô hình các hệ thống tác chiến điện tử hiện đại của Nga. Ảnh: Réseau international

Nguyễn Hoàng

Các phi hành gia có thể sản xuất nhiên liệu cho tàu vũ trụ đến sao Hỏa từ nước băng trên Mặt Trăng. Hình minh họa: Delucia.

Trong vài năm qua, có nhiều ý kiến về việc xây dựng một căn cứ trên Mặt Trăng làm nơi tiếp nhiên liệu cho hành trình chinh phục sao Hỏa. Một nghiên cứu mới do Viện công nghệ Massachusetts (MIT), Mỹ, tiến hành chỉ ra cách tốt nhất để biến ý tưởng đó thành hiện thực.

Theo IFL Science, chi phí của các dự án không gian phụ thuộc nhiều vào trọng lượng hàng đưa lên quỹ đạo. Hiện nay, một xu hướng trong thám hiểm vũ trụ là thu nhỏ quy mô nhằm tiết kiệm chi phí.

Trong lịch sử, các phi hành gia thường áp dụng hai phương pháp chở hàng. Một phương án là mang theo mọi vật dụng trong hành trình như với tàu Apollo. Lựa chọn khác là xem xét chở hàng bổ sung theo định kỳ như áp dụng cho các trạm vũ trụ. Tuy nhiên, đề xuất mới của các nhà khoa học là chỉ chở các vật dụng cơ bản trên tàu, đồng thời sử dụng nguyên liệu tại chỗ để chế tạo và sản xuất những thứ thiết yếu khác.

Nhóm nghiên cứu tại MIT tin rằng, phương án thứ ba là khả thi nhất đối với hành trình chinh phục sao Hỏa. Việc chở hàng bổ sung đến những nơi xa xôi trong vũ trụ không dễ dàng trong khi mang mọi thứ theo trên tàu là hướng tiếp cận rất tốn kém giữa tình hình ngân sách hạn hẹp. Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cho biết, chi phí để đưa 450 g hàng lên vũ trụ là 10.000 USD.

Nước băng tìm thấy trên Mặt Trăng và sao Hỏa có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu tên lửa, cũng như cung cấp nước uống và oxy cho các phi hành gia. Nghiên cứu chỉ ra cách làm này giúp giảm 68 % trọng lượng hàng khi phóng tàu vũ trụ đến sao Hỏa.

Nhóm nghiên cứu đề xuất xây dựng cơ sở hạ tầng trên Mặt Trăng, tập trung vào khai thác nước băng ở bề mặt. Tàu vũ trụ sẽ khởi hành từ Trái Đất với nhiên liệu đủ để đi vào quỹ đạo Mặt Trăng. Trong khi đó, những phi hành gia trên Mặt Trăng sẽ sản xuất nhiên liệu, xếp lên tàu chở hàng và phóng chúng vào quỹ đạo. Tàu vụ trụ đi qua có thể tiếp nhận hàng dọc hành trình.

Theo các nhà khoa học, đề xuất sử dụng Mặt Trăng làm trạm tiếp nhiên liệu cho tàu vũ trụ đến sao Hỏa là phương án hiệu quả nhất về mặt chi phí, sau khi tính toán cả những lần phóng tàu để đưa vật liệu xây dựng cơ sở hạ tầng và phi hành đoàn lên Mặt Trăng.

Phương Hoa

Pin Mặt Trời tương lai sẽ trong suốt như một tấm kính. Ảnh: NG

Pin Mặt Trời ngày càng phổ biến nhưng con người mới chỉ khai thác được một phần rất nhỏ của nguồn năng lượng khổng lồ này. Hiệu suất chuyển hóa từ quang năng thành điện năng cao nhất mới chỉ đạt 20%. Song song với việc nâng cao hiệu suất pin, các nhà khoa học cũng muốn mở rộng phạm vi lắp đặt và ứng dụng các tấm pin. Với pin Mặt Trời trong suốt, thay vì chỉ có thể lắp đặt trên mái nhà, có thể dùng để phủ trên cửa kính các tòa nhà cao tầng hay sử dụng cho các thiết bị điện tử như điện thoại di động.

Nguyên lý hoạt động của pin Mặt Trời trong suốt rất đơn giản. Ánh sáng Mặt Trời là tập hợp của vô số các bước xạ thuộc vùng không nhìn thấy (hồng ngoại, tử ngoại) và các bước xạ thuộc vùng nhìn thấy. Pin Mặt Trời trong suốt là loại pin chỉ chuyển hóa năng lượng của các bức xạ hồng ngoại và tử ngoại thành điện năng, cho ánh sáng nhìn thấy đi qua. Nói cách khác, nó “trong suốt” với mắt người.

Theo National Geographic, loại vật liệu sử dụng để chế tạo pin Mặt Trời trong suốt là vật liệu hữu cơ.

“Ưu điểm của việc sử dụng vật liệu hữu cơ là nguyên liệu luôn sẵn có và rất phong phú,” Nikos Kopidakis, một nhà nghiên cứu thuộc Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo Mỹ (NREL), cho biết.

Một ưu điểm nữa của pin vật liệu hữu cơ là dễ chế tạo hơn pin Mặt Trời truyền thống. Với công nghệ chế tạo pin Mặt Trời hiện tại, cần phải có buồng chân không cao và lò nung nhiệt độ cao, 300-400 độ C. Loại pin mới không cần buồng chân không và có thể chế tạo ở nhiệt độ thường. Với quá trình phủ phim tiêu chuẩn hiện nay, các kỹ sư của Ubiquitous có thể tạo ra các lớp quang điện hữu cơ có độ dày chỉ bằng 1/1000 độ dày sợi tóc.

Tuy nhiên, có một vấn đề với loại pin mới này là hiệu suất chưa cao như pin truyền thống. Vì vậy các nhà nghiên cứu của Ubiquitous sẽ chứng minh tính ứng dụng của pin Mặt Trời trong suốt ở quy mô nhỏ trước. Cơ sở sản xuất thử nghiệm của công ty đặt tại thành phố Redwood, California hiện đang hợp tác với những công ty khác để sản xuất các bản mẫu điện thoại thông minh, đồng hồ và thiết bị điện tử nhỏ, sử dụng công nghệ pin trong suốt của Ubiquitous. Nếu suôn sẻ, trong tương lai, cửa sổ và màn hình điện thoại di động sẽ được phủ một lớp pin mỏng vô hình.

Nguyễn Thành Minh

Các binh sĩ Nga sử dụng máy bay do thám không người lái. Ảnh: Sputnik

Sputnik ngày 6/10 dẫn lời phát ngôn viên Tổng công ty chế tạo máy OPK của Nga cho biết, siêu máy tính này được thiết kế để trở thành máy chủ di động của tổ hợp điều khiển máy bay không người lái mang tên Vologda của Nga.

Khi được trang bị siêu máy tính, các tổ hợp Vologda sẽ có thể điều khiển 10 máy bay trinh sát không người lái cùng lúc, có khả năng hoạt động ở mọi điều kiện địa hình trong thời gian 7 ngày liên tục.

“Đây không phải là máy chủ thông thường, nó không được làm mát bằng không khí như các máy chủ truyền thống mà bằng chất lỏng đặc biệt được thiết kế trên cơ sở vật liệu silicone. Điều này cho phép loại trừ mọi nguy cơ chập cháy do tia lửa điện trong quá trình di chuyển”, người phát ngôn OPK cho hay.

Cũng theo ông này, chất lỏng làm mát trên chỉ bị đóng băng ở nhiệt độ âm 80 độ C, và bốc hơi ở nhiệt độ 200 độ C, vì thế nó có thể hoạt động ở cả Nam Cực.

Môi trường chiến đấu hiện đại đòi hỏi các thông tin phải được xử lí nhanh, thậm chí là ngay tại hiện trường trước khi gửi về trung tâm. Vì thế nhiệm vụ của các kỹ sư Nga là chế tạo một máy chủ có tốc độ xử lí cao cho các tổ hợp điều khiển di động.

Một tổ hợp điều khiển máy bay do thám không người lái Vologda của Nga. Ảnh: OPK

Kết quả kiểm nghiệm cho thấy siêu máy tính này có tốc độ lên đến hàng chục teraflop (tốc độ xử lý tương đương một nghìn tỷ phép tính mỗi giây), cao gấp 30 lần các máy chủ di động thông thường. Ngoài ra, để đảm bảo tính bí mật, siêu máy tính còn được trang bị bộ vi xử lí Elbrous, với khả năng bảo mật cao.

Với sức mạnh của siêu máy tính, các tổ hợp Vologda có thể xử lý và truyền tải mọi thông tin từ các thiết bị trinh sát, do thám đến sở chỉ huy, trung tâm điều khiển và các đơn vị chiến đấu của Nga ở bất kỳ đâu trên thế giới trong thời gian nhanh nhất.

Theo người phát ngôn của OPK, trong thời gian tới siêu máy tính này sẽ được đưa vào sử dụng trong thực chiến.

Nguyễn Hoàng

Sao Chổi 67P Churyumov-Gerasimenko chụp từ tàu vũ trụ Rosetta hôm 3/5. Ảnh: ESA

Theo IB Times, dữ liệu robot thăm dò Philae của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đáp xuống sao chổi 67P Churyumov-Gerasimenko 67P tháng 11 năm ngoái gửi về cho thấy có oxy trong các đám mây khí bao quanh sao chổi này. Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học phát hiện có O2 trên sao chổi, và là lần thứ ba phát hiện phân tử oxy tồn tại ngoài hệ Mặt Trời. Điều này đặt ra câu hỏi mới về cách thức hệ Mặt Trời hình thành và tiến hóa.

“Đây là phát hiện đáng ngạc nhiên nhất mà chúng tôi từng thấy trên 67P vì chúng tôi không ngờ sẽ tìm thấy phân tử oxy”, Kathrin Altwegg, đại học Bern, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. Nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature hôm nay.

Altwegg cho biết, ban đầu, nhóm nghiên cứu “cố gắng phủ nhận” phát hiện này. Nhưng cuối cùng, sau khi chắc chắn nó đúng, họ bắt đầu tìm hiểu cách O2 tồn tại ở đó.

Andre Bieler, đại học Michigan cho biết, quan sát liên tục của nhóm cho thấy tỷ lệ O2 duy trì liên tục qua nhiều tháng. Khi sao chổi mất đi lớp vỏ ngoài, lớp vỏ mới lộ ra, nhưng tỷ lệ O2 vẫn ổn định, nên có thể suy ra, O2 có mặt ở toàn bộ sao chổi.

Điều này đặt ra câu hỏi quan trọng, làm thế nào mà O2 lại ở đó được, và tại sao có thể tồn tại trong thời gian dài như vậy. Các nhà nghiên cứu đưa ra hai giả thuyết, một liên quan đến phân ly phóng xạ (radiolysis), nơi bức xạ năng lượng cao phá vỡ liên kết trong băng chuyển H2O thành O2; một giả thuyết khác là khi sao chổi mới hình thành, O2 đã tích hợp vào trong đó và được làm lạnh nhanh chóng.

Robot thăm dò Philae. Ảnh: ESA

Bất luận làm thế nào mà O2 xuất hiện và tồn tại được ở sao chổi, các nhà khoa học cho rằng, phát hiện này chứng tỏ hiểu biết hiện tại của chúng ta về cách hệ Mặt Trời hình thành cần được xem xét lại, vì mô hình hình thành hệ Mặt Trời hiện tại không cho phép tinh thể băng chứa oxy.

“Một khi băng đến gần Mặt Trời, nó sẽ bốc hơi và mất oxy ngay lập tức. Vật chất sẽ không bao giờ pha trộn được”, Altwegg nói. “Mô hình dữ liệu về hệ Mặt Trời hiện này không dự đoán được việc đó xảy ra trong điều kiện nào”.

“Phát hiện này cho thấy, quá trình hệ Mặt Trời tiến hóa có thể rất nhẹ nhàng, tinh thể băng có lẽ chưa bao giờ bị nóng đến mức tan chảy. Sao chổi là những thiên thể ít tiến hóa nhất trong hệ Mặt Trời và giờ chúng ta có bằng chứng cho thấy, chí ít là một phần sao chổi trên thực tế có thể có tuổi đời lâu hơn hệ Mặt Trời, khiến chúng trở thành những vật thể rất hoang sơ”.

Các nhà khoa học cho biết, họ sẽ lật lại dữ liệu về sao chổi Halley cách đây 30 năm để tìm hiểu xem có phát hiện oxy trên đó không.

Phần xốp của nấm mỡ là nguyên liệu lý tưởng để chế tạo cực dương của pin. Ảnh: UC-Riverside.

Theo UPI, pin lithium-ion (li-ion) là nguồn cung cấp điện năng hiệu quả cho bất kỳ thiết bị điện tử nào, từ điện thoại di động đến ôtô điện. Tuy nhiên, loại pin này không bền bởi cực dương sử dụng lâu ngày sẽ bị ăn mòn.

Các kỹ sư và nhà khoa học vật liệu ở trường Đại học California, Reverside, Mỹ, sử dụng nấm mỡ portabella (một chủng A.bisporus) để tạo ra loại pin mới có khả năng vượt qua mọi thử thách của thời gian.

Loại pin li-ion mới này có cực dương làm từ nấm mỡ. Nó không chỉ bền mà còn rẻ và thân thiện hơn với môi trường so với các loại cực dương khác. Hơn nữa, nấm mỡ rất dễ trồng nên việc chế tạo cực dương ở pin dễ dàng hơn rất nhiều.

Cực dương của pin hiện được làm bằng than chì. Vật liệu này không những đắt tiền mà còn tốn thời gian sản xuất và có hại cho môi trường.

Cực dương của pin vừa phải bền chắc nhưng cũng phải xốp để điện năng có thể được truyền đi và lưu trữ một cách dễ dàng. Nấm thu hút các nhà khoa học bởi chúng cực kỳ xốp. Trong các loại pin thông thường, sau một thời gian sử dụng, các điện cực bằng than chì sẽ bị ăn mòn dần. Trong khi đó, nấm mỡ chứa hàm lượng cao muối kali giúp tăng tuổi thọ của các điện cực.

Các nhà nghiên cứu cho rằng, cực dương làm từ nấm là giải pháp thay thế khả thi cho cực dương làm từ than chì, vì nhu cầu đối với pin li-ion ngày càng tăng, trong khi nguồn cung than chì đang giảm.

“Với những vật liệu chế tạo pin như thế này, dung lượng pin điện thoại di động tương lai càng dùng sẽ càng tăng lên, chứ không giảm đi, nhờ việc cấu trúc xốp của cực dương hấp thụ thêm vật liệu điện phân sau mỗi lần sạc điện thoại”, Brennan Campbell, kỹ sư chương trình khoa học vật liệu ở Riverside phát biểu trong một cuộc họp báo. Nghiên cứu được đăng chi tiết trên tạp chí Scientific Reports hôm 29/9.

Ngọc Anh

Miếng kim loại đặt trên bông hoa bồ công anh. Ảnh: Boeing

Theo IB Times, kết cấu kim loại này nhẹ đến nỗi, có thể đặt nó lên đỉnh hoa bồ công anh mà không làm gãy nụ hoa. Bước nghiên cứu đột phá này nhẹ hơn nhựa xốp styrofoam 100 lần, được đặt tên là Microlattice. Đó là một cấu trúc polymer tế bào mở 3D, lấy cảm hứng thiết kế từ xương người. Xương người có vỏ rắn chắc, nhưng bên trong lại rỗng, khiến nó tuy nhẹ nhưng rất cứng. Microlattice có cấu trúc mắt lưới, mỗi vách lưới mỏng hơn sợi tóc người 1.000 lần (bề dày sợi tóc khoảng 0,06 mm).

Trong đoạn video giới thiệu của Boeing, một nhà khoa học có thể dễ dàng thổi nó đi, và miếng vật liệu nhẹ nhàng đáp xuống đất như một cọng lông. Mặc dù có trọng lượng nhẹ, cấu trúc mắt lưới cho phép nó chịu được lực nén cực lớn. Nó cũng chịu được biến dạng cao, mặc dù bị ép và xoắn lại, nhưng cấu trúc kim loại này vẫn bật lại hình dáng ban đầu.

Sophia Yang, nghiên cứu viên phòng thí nghiệm Mỹ HRL về Vật liệu kiến trúc, người hợp tác với Boeing trong dự án Microlattice cho biết, nếu bọc một lớp vật liệu này quanh quả trứng, nó có thể bảo vệ quả trứng nguyên vẹn cho dù bị thả rơi từ tầng 25 xuống đất.

“Một trong những lĩnh vực ứng dụng chính mà chúng tôi đang nghiên cứu là đưa nó vào những thiết kế phục vụ hàng không vũ trụ”, Yang nói. Độ cứng và trọng lượng siêu nhẹ của vật liệu này cho phép tiết kiệm rất nhiều nhiên liệu bay bằng cách giảm trọng lượng của máy bay khi dùng nó để thay thế lớp sàn, khung ghế hoặc vách ngăn trong khoang hành khách.

Tony Wyss-Coray trông trẻ hơn tuổi 50. Ảnh: Guardian

Một sáng tháng 8/2008, Tony Wyss-Coray ngồi trong phòng họp tại bệnh viện Cựu chiến binh ở Palo Alto, California, chuẩn bị buổi họp hàng tuần. Ông là giáo sư thần kinh học ở Đại học Stanford, đang hướng dẫn một nhóm nghiên cứu viên trẻ về lão hóa và thoái hóa thần kinh. Một thành viên sắp trình bày về kết quả thí nghiệm mới.

Saul Villeda, một nghiên cứu sinh có vẻ ngoài nổi bật nhờ mái tóc đen bóng mượt và bộ râu quai nón, đã dành nhiều năm nghiên cứu vấn đề Chăm sóc lý thuyết y khoa tuổi trung niên. Anh đang tìm hiểu có thể làm những người già yếu trẻ và khỏe mạnh lại, bằng cách truyền huyết thanh từ người trẻ không.

Villeda thí nghiệm cặp chuột được phẫu thuật dính liền thân. Chúng chia sẻ nguồn cung máu trong vài tuần. Con chuột trẻ nhận máu từ con già, và ngược lại. Villeada muốn quan sát ảnh hưởng lên não chúng.

Não chuột chỉ bé bằng hạt lạc. Villeda phải xẻ nhỏ chúng thành những lát mỏng dày 1/25 mm bằng cách sử dụng dao cắt vi phẫu. Villeda gom nhiều lát não của 40 con chuột, nhuộm và làm hiện ra các tế bào thần kinh tân sinh. Dưới kính hiển vi, tế bào não tân sinh trông như những cái cây màu nâu nhỏ xíu.

Trước cuộc họp một ngày, Villeda và đồng nghiệp Kurt Lucin đến sớm. Anh lấy cây cọ vẽ nhỏ quét màu từng lát não, đặt dưới kính hiển vi, và đếm số lượng những cái cây màu nâu bé xíu. Có tất cả 200 lát não, của cả chuột già lẫn chuột trẻ. Villeda lưu dữ liệu tế bào đếm được vào chương trình thống kê. Chương trình này lưu giữ và tính toán lượng tế bào não trung mình mới sinh của từng cặp chuột. Mọi việc xong xuôi lúc 22h.

Đêm đó, Villeda chỉ ngủ ba tiếng. Sáng hôm sau, anh đứng giữa phòng họp, tiết lộ cho đồng nghiệp về ảnh hưởng của tế bào máu trẻ lên não bị thoái hóa.

“Cả phòng như bị điện giật,” Tony- thầy hướng dẫn của anh hồi tưởng. “Tôi thốt lên ‘Ồ’, khi lần đầu tiên nhìn thấy ảnh lũ chuột.” Những con chuột già nhận máu từ con trẻ có lượng tế bào não trong vùng hippocampus (vùng chịu trách nhiệm học tập và ghi nhớ) tăng đột biến. Lượng nơron tân sinh tăng lên gấp 3-4 lần, gần bằng số lượng của con chuột trẻ. Tuy nhiên, máu của con già tác động tiêu cực đến con trẻ, trì hoãn tế bào thần kinh mới sản sinh, khiến những con trẻ nhìn già trước tuổi.

Mọi người trong phòng choáng váng. Một số tỏ ra nghi ngờ. Liệu điều này có thật không? “Đây có thể là bước đột phá,” Tony nói. “Một con chuột già bắt đầu sản sinh nhiều nơron hơn khi được truyền máu trẻ? Thật là kỳ diệu!”

7 năm sau, những nghiên cứu về vấn đề trên đã chuyển biến đáng kể. Một vài giả thiết được đưa ra, rằng máu của người trẻ chứa một loại thuốc giải chống lại sự tàn phá của tuổi già. Tuy nhiên, đặc tính trẻ hóa của máu người trẻ cần phải được nghiên cứu dưới góc độ y học cho người. Những nghiên cứu trên mới dừng lại ở chuột, chưa ai chứng minh được tính hiệu quả của nó trên người.

Tháng 10/2014, Tony bắt đầu thử nghiệm trên người. Trong Đại học Y Stanford, huyết tương trong máu của người trẻ được truyền vào người cao tuổi mắc bệnh Alzheimer (một dạng suy thoái trí nhớ). Giới khoa học đang trông đợi kết quả thử nghiệm công bố cuối năm nay.

Tại những quốc gia phát triển, tiến bộ y học và chăm sóc y tế giúp nâng cao tuổi thọ trong vài thập kỷ qua. 5 năm trước, lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại, người trên 60 tuổi nhiều hơn trẻ em 5 tuổi trở xuống. Dự đoán năm 2050, số người trên 60 là hai tỷ, gấp đôi con số hiện nay.

Tuy nhiên, con người sống thọ hơn không có nghĩa là sống tốt hơn. Họ phải vật lộn với những căn bệnh mạn tính như ung thư, bệnh về đường hô hấp, đau tim, tiểu đường, viêm khớp, loãng xương, mất trí nhớ.

Bệnh tật nảy sinh do những nguyên nhân khác nhau: ung thư do đột biến ADN, đau tim do tắc mạch máu, mất trí nhớ do thoái hóa tế bào não. Do đó, mỗi loại bệnh cần một phương pháp chữa trị riêng. Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu đưa ra quan điểm khác: nguyên nhân chính gây ra những căn bệnh tuổi già là lão hóa. Tại sao không điều trị nó trước tiên?

Calico, tên một chiến dịch bí mật của Google thành lập năm 2013 đã đầu tư hàng triệu USD vào nghiên cứu chống lão hóa. Craig Venter, một doanh nhân ngành di truyền học, đã thành lập công ty Human Longevity – Nhân Thọ, tìm kiếm gene kéo dài tuổi thọ. Trong khi đó, các nhà khoa học đã yêu cầu Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) cho phép thử nghiệm nhiều loại thuốc quen thuộc như thuốc kiểm soát tiểu đường, metformin, hy vọng phát hiện tác dụng chống lão hóa của chúng.

Con người đang phải đối mặt với nguy cơ lớn về sức khỏe. Thập kỷ tới, chi phí chăm sóc bệnh nhân mất trí nhớ ở Anh sẽ lên tới 38 tỷ USD/năm, tăng 60% so với năm 2007. Năm ngoái, Tổ chức Y tế Thế giới đã gọi sự gia tăng bệnh mạn tính do dân số già hóa là một thách thức cho ngành y tế công.

Tony không phải là người đầu tiên tìm đáp án cho câu hỏi lão hóa nằm trong máu người. Một trong những thầy thuốc đầu tiên đề xuất truyền máu cho người cao tuổi là Andreas Libavius – bác sĩ kiêm nhà giả kim người Đức.

Năm 1615, ông đề xuất nối mạch máu một ông già vào một thanh niên. Ông đặt hy vọng cao về liệu pháp này.

“Nhiệt huyết trong người một thanh niên sẽ tuôn sang một ông già như suối nguồn tươi trẻ, xua tan mọi sự ốm yếu,” Sally Rudmann trích lại lời ông trong Giáo khoa về Ngân hàng Máu và Truyền máu Y khoa. Không ai rõ kết quả thế nào, không có ghi chép về quá trình truyền máu.

Hiệp hội Hoàng gia thành lập ở London năm 1660. Robert Boyle, một trong những hội viên sáng lập, hy vọng có thể kéo dài sự sống bằng cách thay máu cũ bằng máu mới.

Thời đó, các nhà khoa học chưa có khái niệm nhóm máu, hay yếu tố đông máu. Do đó, các thí nghiệm truyền máu đều gây chết người. Chẳng bao lâu, Pháp, Anh và nhiều nước khác ban lệnh cấm thử nghiệm. Giáo hoàng tuyên bố lệnh cấm năm 1679, nghiên cứu truyền máu bị gián đoạn trong một thế kỷ.

Đã 400 năm kể từ lúc Libavius đề xuất truyền máu người trẻ sang người già. Lúc đó, ý tưởng của ông quá cấp tiến và nguy hiểm. Mặc dù khoa học hiện đại đã thành công trong việc tiếp máu an toàn, nhưng máu người luôn là chất lỏng bí ẩn. Nó chở hơn 700 protein và những chất khác chạy suốt cơ thể người. Nhiều chất được nhận dạng, nhưng cơ chế làm việc của chúng vẫn rất mơ hồ.

Tế bào huyết tương trong mạch máu nhìn dưới kính hiển vi. Ảnh: Alamy

Tony ngờ rằng trong số chúng mang nhiều yếu tố dàn xếp quá trình lão hóa. Nếu hiểu rõ cách thức chúng làm việc, có thể làm chậm, thậm chí đảo ngược quá trình lão hóa.

Khi Tony trong độ tuổi 20-30, ông không quan tâm lắm về lão hóa. Tuy nhiên, ở tuổi 50, ông cho biết: “Tôi nhận thấy não bắt đầu chậm lại. Tôi nắm bắt mọi thứ hoặc nhớ mặt không còn nhanh như trước. Tôi thường phải nhìn người ta trong vài phút mới nhớ ra họ trông thế nào. Tôi từng không hiểu nổi tại sao người ta không nhớ mặt mình, thế mà bây giờ, tôi lại gặp chuyện tương tự.”

Đối với Tony, lão hóa không chỉ là vấn đề riêng tư. Năm 2014, tạp chí Science (Khoa học) uy tín của Mỹ xếp công trình nghiên cứu về huyết thanh trẻ của ông là nghiên cứu đột phá của năm. Ông được nhiều Hội nghị và các trường đại học hàng đầu mời diễn thuyết.

Hồi tháng một, Tony được mời tới diễn giảng ở Diễn đàn Kinh tế Thế giới tại Davos.

“Như hầu hết những buổi thuyết trình khác, mọi người đều bàn luận hoặc đùa cợt về ma cà rồng,” ông than thở. “Ai cũng hỏi tôi, ‘Ông có tiêm huyết thanh trẻ không thế?” Ông thề là không, nhưng thật dễ hiểu tại sao người ta hỏi câu đó, nhìn ông trẻ hơn tuổi 50 rất nhiều.

Liệu con người có thể cải lão hoàn đồng bằng huyết thanh

Thí nghiệm khâu liền thân đôi chuột già và trẻ, để chúng truyền máu sang nhau. Ảnh minh họa: Nature

Tony là người đầu tiên trong gia đình học lên đại học. Ông đặt mục tiêu khởi nghiệp tại Mỹ. Năm 1993, ông tiếp tục học sau tiến sỹ về sa sút trí tuệ do HIV ở Viện Nghiên cứu Scripps tại California. Đây là tiền đề cho nghiên cứu về bệnh Alzheimer sau này, tập trung vào vai trò của hệ thống miễn dịch đối với căn bệnh. Năm 2002, ông vào giảng dạy ở đại học Y Stanford.

Khi nghiên cứu về Alzheimer, ông sử dụng chuột đã được biến đổi gien để mắc bệnh. Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ cho biết hình thức bệnh do đột biến cụ thể, chứ không nói rõ về nguồn gốc căn bệnh – chiếm 99% ca mắc bệnh ở người. Giới khoa học vẫn đùa: “Nếu anh là một con chuột mắc bệnh Alzheimer, tôi sẽ chữa khỏi cho anh, yên tâm là thế.”

Thất vọng về những hạn chế thí nghiệm trên chuột, Tony tìm cách phát hiện cách thức bệnh xuất hiện ở người. Tuy nhiên, quét não và các bài kiểm tra nhận thức không tiết lộ bất cứ điều gì về bệnh ở mức độ phân tử. Khoa học chỉ tính được thời điểm não bắt đầu thoái hóa khi người đó phát bệnh, chứ không biết được cách thức thoái hóa.

Tony băn khoăn phải chăng máu chính là đáp án. Máu người di chuyển 96.000 km dọc theo động mạch, tĩnh mạch, mao mạch của hệ tuần hoàn qua mọi cơ quan. Phải chăng máu nhặt và truyền thông tin khi di chuyển khắp cơ thể?

Ông nhận thấy ở những người khỏe mạnh, nồng độ một số protein nhất định trong máu giảm đi theo thời gian, bắt đầu từ lúc 20 tuổi. Trong khi đó, một số protein khác lại tăng lên. Một số tăng gấp đôi hoặc gấp ba ở lúc nhiều tuổi.

Tầng trên phòng thí nghiệm của Tony là nơi Thomas Rando – một nhà thần kinh học kiêm phó giám đốc Trung tâm nghiên cứu Trường Sinh của Stanford làm việc. Ông là sếp của Tony từ năm 2002.

Rando nghiên cứu tế bào gốc. Mô cơ thể cần tế bào gốc đề duy trì khỏe mạnh và làm việc tốt, nhưng ở người lớn tuổi, tế bào gốc ngừng hoạt động – đó là lý do vết thương lâu lành hơn khi con người già đi. Rando tự hỏi, phải chăng tế bào gốc không hoạt động vì không nhận được đúng tín hiệu. Phải chăng có gì đó trong huyết thanh trẻ khiến chúng tái hoạt động?

Các nhà khoa học chỗ Rando thí nghiệm trên đôi chuột – một già một trẻ. Họ rạch thân chúng, khâu liền, khiến đôi chuột dính chặt với nhau trong 5 tuần. Họ quan sát cách chúng tái tạo mô cơ bị xé rách. Máu của chuột trẻ kích hoạt tế bào gốc của chuột già, kích thích tái tạo cơ tổn thương. Tuy nhiên, cũng xuất hiện tác dụng phụ. Thương tổn của con chuột trẻ tồi tệ hơn, do tiếp xúc với máu con già. Tế bào gốc của chúng trở nên chậm chạp, vết thương lâu lành hơn.

Để thuyết phục giới khoa học rằng con chuột già bắt đầu sản sinh tế bào não mới, Tony đề nghị học trò Villeda tìm hiểu chuyện này.

Trung tâm nghiên cứu Longevity (Trường thọ) Stanford. Ảnh: Stanford Longevity

Sau phần trình bày năm 2008, Villeda bắt tay nghiên cứu sâu hơn về protein trong máu già và máu trẻ. Anh nhận thấy ở những con chuột già, cũng giống người, nồng độ protein CCL11 trong máu cao. Nếu tiêm CCL11 vào chuột trẻ, khả năng học tập và ghi nhớ của chúng kém đi. Villeda công bố nghiên cứu đột phá trên năm 2011.

Tuy nhiên, nghiên cứu này không trả lời được câu hỏi: liệu protein trong máu trẻ có thể tái tạo năng lực thần kinh bị mất ở động vật cao tuổi không? Khó mà biết được trong hai con chuột dính liền nhau, con nào là chỉ huy. Tony cho rằng cần thí nghiệm theo cách khác như lấy máu ở con trẻ, loại bỏ tế bào máu, và tiêm huyết tương vào con già.

Một con chuột có khoảng 200 ml huyết tương – chất lỏng màu vàng chứa mọi protein. Ngần đó đủ tiêm hai mũi cho con chuột khác. Thí nghiệm đòi hỏi tiêm 10 mũi vào 10 con chuột già, đồng nghĩa với việc cần hút máu 50 con chuột trẻ.

Villeda miễn cưỡng làm thí nghiệm. Anh cho rằng sẽ không đi đến đâu. Tuy nhiên, nhà khoa học đổi ý khi đo điện lát mô não. Tiếp xúc với máu trẻ đã tăng cường khả năng kết nối nơron thần kinh ở chuột già. Anh quyết định thử nghiệm tiêm huyết tương.

Trong 24 ngày, cứ ba ngày một lần, từng con chuột già lại được tiêm một mũi huyết tương. Huyết tương lấy từ máu của chuột trẻ ba tháng tuổi – tương đương người 20 tuổi, truyền vào máu chuột 18 tháng tuổi – tương đương người 60 tuổi.

Kết quả thật bất ngờ. Con chuột già vượt qua bài kiểm tra mê cung và bài kiểm tra sốc điện dễ dàng. Chúng tỏ ra nhanh nhẹn như lũ chuột 9 tháng tuổi.

“Lúc đó, tôi chỉ cho Tony thấy dữ liệu từng con một,” Villeda nói. “Tôi bị choáng váng, tự nhủ, cần phải xem lại lần nữa.” Anh phát hiện, huyết tương trẻ kích hoạt lại lần nữa gien kiểm soát “khớp dẻo thần kinh”- vốn hoạt động kém đi do tuổi tác.

Phát hiện yếu tố ảnh hưởng gien, Villeda truy ra protein CREB – đóng vai trò như một công tắc tắt bật nhiều gien cùng lúc, và là công cụ giúp người ghi nhớ và học hỏi từ lúc sơ sinh. Để chắc chắn huyết tương trẻ tác động thông qua CREB, học trò của Villeda là Kristopher Plambeck tạo ra một loại virus tắt đi cơ chế điều khiển này.

Khi tiêm loại virus này vào chuột, tác động của huyết tương trẻ giảm đi nhiều. Con vật chỉ tỏ ra năng động hơn chút ít. Điều này cho thấy huyết tương trẻ tác động thông qua CREB, nhưng không hoàn toàn.

Nghiên cứu này công bố trên tạp chí Nature Medicine năm 2014, lập tức gây chấn động thế giới. Nhiều người mắc bệnh Alzheimer gửi thư muốn nhờ Tony truyền huyết thanh, trong đó có không ít tỷ phú thế giới. Có người mời ông đến dự tiệc sau lễ trao giải Oscar. Thậm chí có người ngỏ lời cung cấp máu trẻ em hoặc bất cứ độ tuổi nào theo ông yêu cầu. “Thật là ghê rợn,” Tony kinh hoàng nói.

Tony và Villeda không phải là những nhà khoa học duy nhất tiên phong trong lĩnh vực này. Hai thành viên nữa tách ra từ sau báo cáo năm 2005 về tế bào gốc của Rando đã chuyển tới nghiên cứu ở đại học California. Ở đó, họ phát hiện oxytocin, thường được gọi là hormone tình yêu, cũng có tác dụng trẻ hóa mô cơ. Một người khác là Amy Wagers, làm nghiên cứu ở đại học Havard. Cô chứng minh rằng khi được tiêm huyết thanh trẻ, chuột già lấy lại sức bền. Chúng chạy nhiều hơn 35 phút so với những con không được tiêm.

Wagers cũng tìm ra một yếu tố gọi là GDF11, đóng vai trò protein trẻ hóa trong huyết thanh. Trong báo cáo mới nhất của Villeda tháng 1 năm nay, anh tuyên bố tìm ra B2M-yếu tố thứ hai, có nhiều nhất trong máu chuột già, cũng như người già. Khi tiêm nó vào chuột trẻ, B2M làm chúng suy giảm trí nhớ.

Mọi nghiên cứu đều quy về một mối. Trong máu người tồn tại hàng trăm chất, trong đó có protein giữ cho mô trẻ trung, lại có protein làm chúng già đi. Tony đặt giả thuyết, lúc chào đời, máu người tràn ngập protein giúp mô lớn và mau lành. Trong giai đoạn trưởng thành, nồng độ protein này giảm mạnh, có thể do lập trình di truyền. Cuối cùng, những protein tươi trẻ này dần biến mất, khiến các mô lão hóa dần. Cơ thể bắt đầu tiết ra các protein gây viêm, tích tụ trong máu, làm tổn thương tế bào và đẩy mạnh lão hóa.

“Phát hiện này sẽ mở ra một lĩnh vực nghiên cứu mới. Nó nói cho chúng ta biết rằng tuổi của một sinh vật, hoặc một cơ quan như não, không phải được định sẵn. Có thể sửa lại nó, lái nó theo hướng khác,” Tony nói. “Chuyện thần thoại hoàn toàn có thể hiện thực hóa, khi một sinh vật có thể duy trì mãi sự tươi trẻ.”

Tuy nhiên, thương mại hóa nghiên cứu này làm dấy lên nỗi e ngại về thị trường chợ đen rùng rợn.

Hồng Hạnh (theo Guardian)

Vật liệu tối nhất có thể hấp thụ 98 – 99 % ánh sáng chiếu trực tiếp từ mọi góc. Ảnh minh họa: Dazed.

Theo IB Times, vật liệu tối nhất ra đời sau khi các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdulla ở Saudi Arabia lấy cảm hứng từ một loại bọ cánh cứng màu trắng và áp dụng công nghệ hạt nano để nâng cao độ tối của vật liệu.

Những chiếc vảy trên cơ thể bọ cánh cứng cyphochilus tạo thành một cấu trúc tinh thể photon cho phép lớp vỏ của chúng phản chiếu ánh sáng hiệu quả. Nhóm nghiên cứu đã dựa vào đặc điểm này để tạo ra vật liệu có thể hấp thụ 98-99% ánh sáng chiếu vào nó từ mọi góc. Khả năng hấp thụ ánh sáng của nó cao hơn 26% so với kỷ lục trước đây do ống nano cacbon tạo ra.

Loài bọ cánh cứng truyền ý tưởng về vật liệu tối nhất cho các nhà khoa học. Ảnh: Wild Centre/Flickr.

Để mô phỏng lớp vỏ của bọ cánh cứng cyphochilus, các nhà khoa học đặt một ống nano bên trên quả cầu nano có đường kính 30 nanomet, tạo ra một bề mặt mấp mô bao gồm những hố lõm nằm rải rác xen kẽ với các ống dẫn sóng kim loại dài. Vật liệu do họ tạo ra tối đến mức mắt thường không thể xác định và cho cảm giác như nhìn vào một hố đen không đáy.

Vật liệu mới có thể giúp công nghệ pin mặt trời trở nên hiệu quả hơn bởi chất liệu càng tối càng cho phép hấp thụ nhiều ánh sáng hoặc năng lượng hơn. Theo nhóm nghiên cứu, nó còn có thể đem đến những đột phá trong công nghệ sợi quang học và khử muối trong nước biển.

Phương Hoa

Tế bào ung thư ngừng phân chia khi được các nhà khoa học đưa bộ hãm phanh vào. Ảnh: Wellcome Collection

Theo Telegraph, tái lập trình tế bào ung thư, biến nó trở thành tế bào thường là bước nghiên cứu đột phá, hứa hẹn phương pháp điều trị mới, thậm chí đảo ngược quá trình tăng trưởng của khối u.

Tế bào ung thư vú, phổi và bàng quang lần đầu tiên bị hóa chuyển thành những tế bào vô hại, bằng cách phục hồi lại những chức năng tế bào ngăn chặn chúng sao chép và phát triển quá mức.

Theo các nhà khoa học Bệnh viện Mayo, Florida, Mỹ, việc này giống như sử dụng hệ thống phanh cho xe hơi chạy quá tốc độ.

Nghiên cứu đến nay mới thực hiện trên tế bào người trong phòng thí nghiệm, tuy nhiên, các nhà nghiên cứu hy vọng, kỹ thuật này sẽ sớm được sử dụng để trị liệu những khối u ác tính, “tắt” ung thư mà bệnh nhân không cần hóa trị hoặc phẫu thuật đau đớn.

“Chúng tôi có thể tái thiết hệ thống phanh và khôi phục chức năng tế bào lành tính,” Giáo sư  Panos Anastasiadis, Bộ môn Sinh học Ung thư cho biết.

“Thử nghiệm ban đầu trên một số căn bệnh ung thư rất hứa hẹn,” ông nói. “Nó cho thấy một phương pháp sinh học mới, cung cấp mã, phần mềm để ngừng bệnh ung thư.”

Thông thường, tế bào phân chia liên tục để tạo tế bào mới thay thế. Tuy nhiên, đối với tế bào ung thư, phân chia không ngừng khiến gia tăng lượng lớn tế bào ung thư, làm khối u phát triển.

Các nhà khoa học phát hiện chất keo dính tế bào lại với nhau được quy định bởi bộ vi xử lý sinh học gọi là microRNAs. Khi mọi việc bình thường, microRNAs ra lệnh cho tế bào ngừng phân chia khi đã sao chép đủ số lượng. Chúng ra lệnh thông qua kích hoạt sản xuất protein PLEKHA7 – protein phá vỡ liên kết tế bào. Tuy nhiên, tế bào ung thư không xảy ra quá trình này.

“Hiện chúng tôi thí nghiệm trên tế bào người bị ung thư vú và ung thư bàng quang,” tiến sĩ Anastasiadis cho biết. “Những tế bào này bị mất PLEKHA7. Khôi phục lại nồng độ PLEKHA7 hoặc microRNAs trong những tế bào này, khiến chúng quay lại trạng thái bình thường. Chúng tôi đang nguyên cứu phương pháp tái khôi phục hiệu quả hơn.”

Những chuyên gia về ung thư ở Anh nhận định, nghiên cứu đã giải đáp câu đố khiến các nhà sinh học đau đầu trong nhiều thập kỷ, tại sao tế bào không ngăn cản tế bào ung thư gia tăng một cách tự nhiên.

“Đây là phát hiện tuyệt vời,” tiến sĩ Chris Bakal nói. Ông là chuyên gia nghiên cứu tế bào lành tính biến dạng thành ác tính, Viện nghiên cứu Ung thư London.

Henry Scowcroft, quản lý khoa học cấp cao của Chương trình nghiên cứu Ung thư Anh đánh giá, nghiên cứu quan trọng này đã giải đáp được bí ẩn sinh học lâu nay. Đây là bước tiến quan trọng để tìm hiếu cách thức vận hành của một số tế bào cụ thể trong cơ thể người. Những kiến thức này là chìa khóa tiếp tục nghiên cứu chữa trị bệnh ung thư.

Hồng Hạnh

Bác sĩ thực hiện cấy tế bào gốc cho bệnh nhân ở London. Ảnh: Reuters

Theo IB Times, ca điều trị thử nghiệm là kết quả của dự án Chữa trị Mù lòa hợp tác giữa bệnh viện mắt Moorfield, viện nhãn khoa UCL và viện nghiên cứu y tế quốc gia trong 10 năm.

Ca phẫu thuật được thực hiện ở bệnh viện Moorfield, London, hồi tháng 8 được các bác sĩ đánh giá “thành công”, tuy nhiên, phải chờ đến tháng 12, họ mới dám chắc bệnh nhân có lấy lại được thị lực hay không.

Trong vòng 18 tháng tới, 10 bệnh nhân nữa, sẽ tiếp nhận cách điều trị tương tự, họ đều mắc chứng thoái hóa điểm vàng ướt, nghiêm trọng hơn so với thoái hóa điểm vàng khô. Điểm vàng là tên gọi một vùng ở ngay giữa võng mạc, giúp chúng ta nhìn rõ nét như khi cần đọc chữ, nhận diện, lái xe. Người bị thoái hóa điểm vàng mất dần thị lực trung tâm, trong khi thị lực ngoại vi vẫn tốt.

Ở Anh, khoảng 700.000 người mắc chứng thoái hóa điểm vàng (AMD), đa phần là bị thoái hóa điểm vàng khô. Trong liệu trình điều trị thử nghiệm, bệnh nhân sẽ được cấy tế bào gốc vào lớp biểu mô sắc tố võng mạc (RPE). RPE là loại tế bào đặc biệt trong mắt, giống như bức tường ngăn chia võng mạc và lớp mạch máu gọi là màng mạch, giúp nuôi dưỡng võng mạc cũng như giải quyết chất thải của võng mạc. Ở người bị AMD, RPE sẽ chết đi, hoặc mất chức năng, gây mất dần thị lực.

“Việc điều trị cần 45 phút đến một giờ”, giáo sư Pete Coffey, viện nhãn khoa UCL, một trong những người sáng lập dự án cho biết. Ông nói thêm, hy vọng sẽ đơn giản hóa quy trình chữa bệnh và thủ tục trong tương lai, để có thể biến nó thành một loại điều trị nhãn khoa thông thường. “Chúng tôi hy vọng sẽ giúp chữa khỏi cho nhiều bệnh nhân”.

Hồng Hạnh

Cá voi bị âm thanh tàu thủy làm cho tê liệt và thường chết do va vào tàu. Ảnh: Thinkstock.

Cách đây vài năm, Michel Andre chăm chú quan sát xác một con cá nhà táng trên bờ biển thuộc quần đảo Canary, Tây Ban Nha, và tự hỏi lý do khiến con vật va vào tàu thủy. Sau khi nghiên cứu những con cá voi sống trong khu vực và đo độ gia tăng ô nhiễm tiếng ồn từ tàu thủy, Andre phát hiện ra mối liên hệ.

Những con cá voi trở nên tê liệt trước tiếng ồn của tàu thủy đang đến gần và thường chết do va vào tàu. “Chúng tôi chưa bao giờ nghĩ điều này có thể gây ra cái chết của nhiều động vật”, BBC dẫn lời Andre, người chỉ đạo Phòng thí nghiệm Âm sinh học Ứng dụng tại Đại học Kỹ thuật Catalonia, Barcelona, Tây Ban Nha.

Andre lắng nghe âm thanh dưới mặt biển bằng thiết bị “đôi tai thông minh”. Ảnh: Michel Andre.

Andre đã dành 20 năm phát triển một hệ thống tiên tiến chuyên nghe âm thanh dưới mặt biển để hiểu rõ hơn tại sao những tai nạn xảy ra. Tai nghe dưới nước của Andre cho thấy một thế giới âm thanh và giao tiếp động vật chưa bao giờ được ghi nhận trước đây.

Thiết bị nghe tinh vi do Andre tạo ra để phát hiện âm thanh trong lòng đại dương mang tên “đôi tai thông minh”. Nó không chỉ nhận biết âm thanh của cá voi, cá heo và các sinh vật khác, mà còn át đi tiếng vo vo của tàu thuyền, chân vịt và nhiều loại máy móc.

Nhóm nghiên cứu của Andre không chỉ lắng nghe âm thanh dưới mặt biển, họ còn tìm hiểu tác hại ở mặt sinh lý do tiếng ồn gây ra đối với động vật. Sau khi lấy mẫu mô từ tai những con cá voi mắc cạn, họ phát hiện bằng chứng về mối nguy hại ở tế bào của giác quan, giúp giải thích lý do các sinh vật biển mất khả năng phát hiện tiếng ồn tàu thủy.

“Nếu có một số cấu trúc bị khuyết ở những tế bào, điều đó có nghĩa con vật không thể mã hóa âm thanh tương ứng với tế bào đó”, Andre giải thích. Âm thanh cá voi và các sinh vật biển phải đương đầu rất phong phú, từ tiếng động tàu thủy đến tiếng nổ.

Tàu thủy có thể phát ra những âm thanh chói tai. Ảnh: Thinkstock.

Christopher Willes Clark, một nhà âm sinh học tại Đại học Cornell, Mỹ, cho biết tiếng tàu thủy dễ dàng át đi âm thanh bài hát của cá voi và loài vật cũng phải chịu những vụ nổ gây điếc do hoạt động thăm dò dầu khí dưới biển.

Một giải pháp trước tình trạng ô nhiễm tiếng ồn là chuyển hướng lộ trình tàu thủy đến nơi ít có khả năng đụng độ các động vật biển có vú. Việc yêu cầu các tàu giảm tốc độ xuống dưới 18 km/h cũng giúp hạ thấp nguy cơ gây chết cho cá voi.

Để giải quyết tận gốc vấn đề, Cơ quan Hải dương Quốc tế của Liên Hợp Quốc đã đưa ra hướng dẫn về cách giảm âm thanh tàu thủy. Tuy nhiên, việc quan sát tác động từ những thay đổi đòi hỏi nhiều thời gian cũng như cần sự hợp tác của các doanh nghiệp và người điều khiển tàu.

Phương Hoa

Người sắp chết thường mơ thấy người thân đã qua đời. Ảnh minh họa: Thirdmonk

Theo IB Times, các nhà khoa học đại học Canisius ở New York, Mỹ, đã nghiên cứu về hiện tượng Giấc mơ và huyễn cảnh cận tử (ELDVs) thường được mô tả trong các văn kiện lịch sử và văn hóa, nhưng ít được nhắc tới trong tài liệu khoa học. Theo đó, những người sắp chết thường mơ thấy bạn bè và người thân đã qua đời trong khoảng thời gian cuối đời, như là một cách làm dịu đi quá trình chết.

ELDVs phổ biến nhất là nhìn thấy gia đình, bạn bè hoặc các nhân vật tôn giáo. Những giấc mơ và huyễn cảnh này xuất hiện hàng tháng, hàng tuần, hàng ngày và hàng giờ trước thời điểm họ qua đời.

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Palliative Medicine năm ngoái. Các nhà nghiên cứu đang tìm cách dò ra tần số của ELDVs bằng cách xem xét nội dung và ý nghĩa chủ quan của chúng, đồng thời xem xét những yếu tố đó trong mối quan hệ với những trải nghiệm cận tử.

Không giống với những nghiên cứu về ELDVs khác, chỉ tập trung vào thông tin phản hồi từ người thân và người chăm sóc y tế, nhóm nghiên cứu đại học Canisius đã phỏng vấn 66 bệnh nhân được chăm sóc những ngày cuối đời trong trại tế bần. Hàng ngày, họ được hỏi về nội dung, tần suất và độ dễ chịu của các ELDVs mơ thấy.

Đa số nói rằng, họ gặp huyễn cảnh hoặc mơ ít nhất một lần trong ngày. Một nửa xảy ra khi đang ngủ, và tất cả đều khẳng định những ELDVs đó cảm giác như thật. Đa phần đều liên quan tới bạn bè và người thân đang sống hoặc đã chết. Tuy nhiên, số liên quan tới người quá cố nhiều hơn.

“Tác động của trải nghiệm cận tử từ cái chết của cá nhân hoặc người thân đã qua đời mang ý nghĩa sâu sắc. Những giấc mơ này có thể diễn ra trong nhiều tháng, tuần, ngày, hoặc giờ trước khi chết, và có tác dụng giảm bớt nỗi sợ chết, làm cho quá trình đi tới tử thần dễ dàng hơn”, báo cáo viết.

Hồng Hạnh

CoRot-7b là hành tinh ngoài hệ Mặt Trời quay gần ngôi sao mẹ nhất. Ảnh: Wikimedia Commons.

CoRoT-7b được đặt tên theo kính viễn vọng của Cơ quan Vũ trụ Pháp, nơi phát hiện ra nó. Hành tinh đá này quay quanh một ngôi sao cách Trái Đất 480 năm ánh sáng, trong chòm sao Monoceros. Nó nặng gấp 5 lần và to gấp 2 lần Trái Đất. Tuy nhiên, CoRoT-7b ở gần ngôi sao mẹ hơn 60 lần so với Trái Đất.

Do hiện tượng khóa thủy triều, một mặt của CoRoT-7b luôn hướng về phía ngôi sao mẹ, trong khi mặt kia quay về phía đối diện. Mặt tối của hành tinh có nhiệt độ hạ thấp tới -210°C. Ngược lại, mặt được chiếu sáng có nhiệt độ lên đến 2.200°C, đủ nóng để làm bốc hơi mọi loại đá. Điều này có nghĩa mọi vật chất cứng ở mặt này sẽ lập tức chuyển từ dạng rắn sang dạng khí.

Khí quyển của hành tinh này cũng tạo ra những cơn mưa giống Trái Đất nhưng theo một cách khác. Thay vì nước ngưng tụ rơi xuống mặt đất, khí quyển của CoRoT-7b tạo thành từ đá bốc hơi, đôi lúc chúng ngưng tụ và rơi xuống từ bầu trời như mưa sỏi.

Khi Brian Jackson và các đồng nghiệp ở Trung tâm Nghiên cứu Không gian Goddard của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) lập mô hình khí quyển trên CoRoT-7b, họ phát hiện nó không có lượng khí thường thấy ở các hành tinh đá. Nghiên cứu về trọng lượng mất đi của hành tinh qua cơ chế nung nóng cho thấy, khi mới hình thành, CoRoT-7b có trọng lượng lớn hơn Trái Đất 100 lần và quay quanh sao mẹ ở khoảng cách xa gấp 50 lần so với hiện nay.

Đại dương dung nham trên bề mặt CoRoT-7b. Ảnh: API.

Theo các nhà khoa học, CoRoT-7b có thể là phần còn sót lại từ lõi của một hành tinh khí khổng lồ. Các mô hình hành tinh gần đây chỉ ra hành tinh khí khổng lồ ở các hệ sao khác có xu hướng bị cuốn về phía sao mẹ sau khi hình thành và bắt đầu bốc hơi dữ dội, dẫn tới khí hydro và heli trong khí quyển biến mất vào vũ trụ.

Ngay cả khi CoRoT-7b ra đời như một hành tinh đá, phần lớn trọng lượng của nó đã mất do nhiệt độ cực cao ở mặt quay về phía sao mẹ. “Dù trong trường hợp nào, hành tinh này cũng đang biến mất ngay trước mắt chúng ta. CoRoT-7b có thể là hành tinh đầu tiên ở một hạng mục mới – lõi tàn dư bốc hơi”, Jackson cho biết.

Lịch sử của CoRoT-7b chưa phải điểm đặc biệt nhất. Hai hành tinh lân cận làm nhiễu quỹ đạo của CoRoT-7b, xé toạc phần phía trong của nó và làm sinh ra những lượng nhiệt cực lớn dưới dạng núi lửa phun trào. Hoạt động phun trào không chỉ diễn ra mạnh mẽ ở mặt sáng mà còn xuất hiện ở mặt tối của hành tinh. Khi phun vào môi trường không khí lạnh giá, dung nham nóng chảy nguội đi nhanh chóng và rơi xuống dưới dạng tuyết.

Phương Hoa

Tàu OSIRIS-REx đã sẵn sàng lấy mẫu vật thiên thạch. Ảnh minh họa: NASA.

Theo NASA, tàu vũ trụ thiết kế để đón đầu một thiên thạch và hút bụi trên bề mặt của nó đã sẵn sàng cho chuyến bay thử nghiệm.

Trong thông báo hôm 21/10, công ty Lockheed Martin cho biết các kỹ sư của họ đã hoàn thành việc lắp ráp tàu vũ trụ để tiến hành lấy mẫu thiên thạch lần đầu tiên. Công ty hàng không vũ trụ của Mỹ sẽ thử nghiệm tàu OSIRIS-REx để đảm bảo nó có thể chịu được sự rung lắc khi phóng tên lửa và thực hiện thành công chuyến bay vào vũ trụ.

“Đây là khoảng thời gian thú vị trong chương trình, bởi chúng tôi đã hoàn thiện tàu vũ trụ và cả đội sẽ lái thử trước khi điều khiển nó đến chỗ thiên thạch Bennu”, The Christian Science Monitor dẫn lời Rich Kuhns, quản lý chương trình OSIRIS-REx ở Lockheed Martin.

Theo Erin Morton, nhà khoa học ở Đại học Arizona, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, những thử nghiệm nhằm kiểm tra sức chịu đựng của OSIRIS-REx. Con tàu sẽ được xoay tròn để mô phỏng quá trình phóng, phần căng thẳng nhất của dự án. Các thử nghiệm cũng đặt tàu OSIRIS-REx trong điều kiện nhiệt độ nóng và lạnh cùng lúc, nhằm mô phỏng khi một mặt của tàu hướng về phía Mặt Trời trong vũ trụ.

Sau 5 tháng thử nghiệm tại cơ sở ở Denver, Colorado, Mỹ, OSIRIS-REx sẽ khởi hành vào tháng 9/2016 từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy của NASA ở Florida. Morton cho biết, OSIRIS-REx sẽ tiếp cận thiên thạch Bennu, được các nhà khoa học lựa chọn bởi bề mặt giàu cacbon để tìm hiểu sự sống bắt đầu trong hệ Mặt Trời như thế nào.

Tàu OSIRIS-REx sẽ không hạ cánh trên thiên thạch mà sử dụng một thiết bị thăm dò giống chiếc vòi của con muỗi để lấy mẫu vật. “Chúng tôi dự kiến tiếp xúc với thiên thạch trong khoảng 5 giây và hút một phần của nó”, Morton chia sẻ.

Các kỹ sư cũng lập kế hoạch đón chào OSIRIS-REx trở về Trái Đất sau khi nó bay quanh Mặt Trời và quay lại với mẫu vật. Nhóm nghiên cứu có thể sử dụng kết quả từ dự án trong các nhiệm vụ tiếp theo với thiên thạch.

Dự án Đổi hướng Thiên thạch vào đầu những năm 2020 của NASA nhắm đến sử dụng tàu vũ trụ do robot điều khiển để thu giữ một thiên thạch và đặt nó vào quỹ đạo ổn định quanh Mặt Trăng. Thiên thạch này sẽ giúp NASA phát triển các công nghệ mới như thu thập mẫu vật, gặp gỡ, áp sát và chuyển hàng khối lượng lớn.

Không chỉ góp phần trả lời câu hỏi về nguồn gốc hệ Mặt Trời, OSIRIS-REx cũng giúp nâng cấp những kỹ thuật phòng thủ để phát hiện thiên thạch nguy hiểm và bảo vệ Trái Đất trong tương lai. NASA muốn xây dựng hệ thống thay đổi lộ trình của thiên thạch nếu nó có kích thước lớn và khả năng gây hại khi bay quá gần Trái Đất.

Phương Hoa

Dung nham núi lửa màu xanh lam ở Indonesia. Ảnh: Business Insider

Theo IBtimes, Indonesia là quốc gia có những núi lửa hoạt động rất khác biệt. Chuỗi núi lửa Kawah Ijen nằm ở phía đông đảo Java, được tạo thành từ một số ngọn núi lửa khác nhau. Miệng núi có đường kính khoảng 22 km tại đây phun ra dòng nham thạch bất thường màu xanh lam.

Màu xanh của dòng dung nham không huyền bí giống như nhiều người nghĩ, nó thực ra chỉ là các phản ứng hóa học cơ bản tạo ra. Dòng dung nham có màu đỏ tự nhiên, nhưng do sức nóng dữ dội xung quanh và quá trình đốt cháy lưu huỳnh đã làm thay đổi vẻ bề ngoài của nó.

Khi lưu huỳnh bị dòng dung nham đốt cháy, nó phát ra ánh sáng màu xanh lam. Lượng lưu huỳnh này phun lên mặt đất từ những khe nứt của núi lửa cùng với đá nóng chảy.

Chúng ta sẽ gặp rất nhiều khó khăn nếu muốn chụp ảnh ngọn núi lửa trong thời gian dài, vì lượng khí thải sinh ra so quá trình đốt cháy lưu huỳnh có khả năng gây độc. Năm 2013, nhiếp ảnh gia Olivier Grunewald đã cố gắng thử và thành công, ghi lại những hình ảnh về ngọn núi lửa trong 30 ngày.

“Cảnh tượng ngọn lửa vào ban đêm khá kỳ lạ và bất thường. Sau nhiều đêm ở miệng núi lửa, chúng tôi cảm thấy giống như đang sống trên hành tinh khác. Vấn đề chính là do các loại khí có tính axit hoạt động liên tục trong miệng núi lửa”, Olivier cho biết.

“Màn đêm cũng là trở ngại lớn, bởi vì nó làm cản trở tầm nhìn của chúng tôi khi đám khí dày đặc tiến đến. Một vài lần chúng tôi bị mắc kẹt trong đám khí hơn 1 giờ mà không thể nhìn thấy bàn tay. Trong chuyến đi đầu tiên, tôi mất một máy ảnh và hai ống kính do bị axit ăn mòn. Sau khi trở về nhà, da của chúng tôi phải mất đến ba tuần để hết mùi lưu huỳnh”.

Hai hạt Weyl với các spin đối xứng nhau. Ảnh: Seenthis.net

LiveScience đưa tin, loại hạt bí ẩn này được nhà toán học Hermann Weyl đề xuất năm 1929. Chúng không có khối lượng và có các spin quay theo hai hướng đối xứng nhau. Khi hai hạt quay theo hai hướng đối xứng tiếp xúc với nhau, chúng sẽ cùng biến mất. Có ba loại hạt fermion: Dirac, Majorana và Weyl. Hai loại đầu đã được phát hiện trong các máy gia tốc hạt, còn loại cuối thì trước đây chưa từng được tìm thấy.

Từ một nghiên cứu năm 2011 cho rằng có thể tạo ra Weyl dưới các điều kiện cụ thể, như phải có một chất bán dẫn (tính chất nằm giữa chất cách điện và dẫn điện) với tinh thể có tính bất đối xứng, các nhà khoa học thuộc Đại học Princeton, New Jersey đã chọn được vật liệu phù hợp, đó là một chất được tạo thành bởi tantalum và asen (tantalum-arsenide).

Khi sử dụng chùm photon ánh sáng bắn phá, các điện tử trong mạng tinh thể của hợp chất tantalum-arsenide thoát khỏi liên kết trong mạng và di chuyển trong khối hợp chất. Nghiên cứu chuyển động của các điện tử này, nhóm nghiên cứu thấy rằng chúng mang các đặc trưng của Weyl.

Pin di động chế tạo bằng hạt “ma” chỉ cần sạc mỗi năm một lần. Ảnh minh họa: SCMP

Nghiên cứu này sẽ mở ra một hướng ứng dụng chế tạo các thiết bị điện tử mới. Tất cả mọi thiết bị công nghệ hiện nay đều sử dụng các điện tử (electron) mang điện chạy trong các dây dẫn. Quá trình này sinh nhiệt và làm tiêu tốn năng lượng vô ích. Nếu thay thế các electron bằng các “hạt ma” Weyl, dòng điện chạy trong mạch sẽ gần như không sinh nhiệt và chỉ cần cung cấp rất ít năng lượng cho thiết bị. Đây là các hạt chỉ có một cực bắc hoặc nam, đặc trưng bởi các spin.

“Bạn có thể tưởng tượng nó giống như một thanh nam châm cực nhỏ chỉ có một cực,” tiến sĩ Weng Hongming, một nhà nghiên cứu về “hạt ma” phát biểu với South China Morning Post. Điện thoại di động nếu sử dụng công nghệ này sẽ chỉ cần sạc mỗi năm một lần. Đây cũng là công nghệ hứa hẹn thay thế các chất siêu dẫn trong các máy tính lượng tử tương lai.

Nguyễn Thành Minh