[Discovery] Các nhà khoa học sẽ dùng máy gia tốc hạt lớn để kiểm chứng giả thuyết vũ trụ song song

TInhte-may-gia-toc-hat. Một góc máy gia tốc hạt lớn (LHC) tại CERN​

Các nhà khoa học tại Đại học Waterloo, Canada vừa đề xuất mô hình mới, có khả năng tạo ra lỗ đennhưng chỉ cần một nguồn năng lượng không quá lớn. Theo đó, thí nghiệm tạo lỗ đen hoàn toàn có thể được thực hiện bằng máy gia tốc hạt lớn (LHC) ở châu Âu nhằm kiểm chứng giả thuyết vũ trụ đa chiều, vũ trụ song song (nếu nó thật sự tồn tại) và lý giải nhiều câu đố hóc búa khác vốn vẫn còn tồn tại trong vật lý hiện đại.

Trước đây, một số nhà vật lý lý thuyết cho rằng có thể có “nhiều thế giới khác đang tồn tại song song cùng với thế giới mà con người đang sống”. Và cũng tương tự như vậy, có nhiều vũ trụ đang cùng nhau tồn tại. Tuy nhiên, đây chủ yếu là những giả thuyết thường xuất hiện trong các bộ phim, sách truyện khoa học viễn tưởng. Theo giáo sư Mir Faizal, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu tại Đại học Waterloo thì: “Thông thường, khi đề cập tới đa vũ trụ, người ta thường dùng khái niệm thế giới song song trong cơ học lượng tử, nơi mà tất cả mọi khả năng đều có thể tồn tại. Điều này không thể kiểm chứng và nó gần với triết học hơn là khoa học.”

Dù vậy, giáo sư Faizal cho rằng con người hầu như đã sở hữu đủ công nghệ để thực hiện các thử nghiệm nhằm kiểm chứng thuyết vũ trụ song song. “Những gì mà chúng tôi đề cập đến là vũ trụ thật với những chiều không gian phụ. Khi lực hấp dẫn có thể chảy ra khỏi vũ trụ này và tiến vào những chiều không gian phụ, chúng ta có thể dùng máy LHC để tạo ra các lỗ đen nhỏ nhằm kiểm chứng điều đó.” Lỗ đen được xem như một công cụ hứa hẹn giải thích được nhiều câu đố trong vật lý hiện đại, bao gồm cả hiểu biết vật chất tối (dạng vật chất được cho là cấu thành nên lực hấp dẫn trong vũ trụ).

Vấn đề ở đây là để tạo ra lỗ đen trong vũ trụ càng nhiều chiều thì cần dùng nguồn năng lượng càng lớn. Theo ước tính của các nhà nghiên cứu, trong một vũ trụ 4 chiều, để tạo ra một lỗ đen cần phải dùng nguồn năng lượng 10^16 TeV, lớn hơn nhiều lần so với khả năng của máy LHC. Nhưng theo lý thuyết dây (String Theory) thì trong số 10 chiều của vũ trụ, có 6 chiều đã bị gói lại nên không thể thí nghiệm được. Kết hợp với mô hình mà giáo sư Faizal đề xuất (gọi là hấp dẫn cầu vòng) thì lượng năng lượng ước tính để tạo ra lỗ đen sẽ giảm xuống rất nhiều. Theo đó, chỉ cần dùng năng lượng 11,9 TeV để tạo ra lỗ đen trong khi năng lực của máy LHC là 14 TeV. Được biết từ trước đến nay, LHC chỉ chạy tới mức năng lượng 5,3 TeV.

Mô hình mà giáo sư Faizal đề xuất đã nhận được nhiều luồng lập luận trái chiều từ các học giả trên khắp thế giới. Tuy nhiên, nếu đề xuất này khả thi thì nó hứa hẹn sẽ giải được rất nhiều câu đố vẫn còn tồn tại trong vật lý hiện đại bao gồm cả không gian nhiều chiều, sự biến dạng cực nhỏ của không thời gian, lý thuyết vũ trụ song song và cả lý thuyết dây. Tất cả đều có thể sẽ thay đổi hoàn toàn diện mạo của vật lý trong tương lai.

Tham khảo Phys, Scienedirect

[Discovery] Tiêu cự của ống kính và kích thước bộ cảm biến

REF: https://www.tinhte.vn/threads/tra-loi-cau-hoi-tieu-cu-cua-ong-kinh-va-kich-thuoc-bo-cam-bien.2446955/

Camera Tinh Tế nhận được những câu hỏi của các bạn mới chơi băn khoăn khi chọn mua ống kínhcó tiêu cự nào phù hợp. Hầu hết người gửi câu hỏi đều chưa hiểu rõ nhu cầu chụp cái gì của bản thân, chưa hiểu tác dụng của từng tiêu cự, hiệu ứng và cách dùng nó. Nên chúng tôi xin tổng hợp và chia sẻ sơ lược về tiêu cự ống kính ở bài này.

1. Tiêu cự của ống kính và kích thước bộ cảm biến
Một trong đặc tính quan trọng nhất của ống kính là độ dài tiêu cự của nó, thường được gọi tắt là tiêu cự. Tiêu cự là gì? – Tiêu cự của một ống kính là khoảng cách từ tâm ống kính tới bề mặt phim / cảm biến hình ảnh của máy ảnh khi ống kính lấy nét ở vô cực. Tiêu cự của ống kính càng dài thì độ khuếch đại hình ảnh càng lớn. Độ dài tiêu cự và kích thước hình ảnh tỷ lệ thuận với nhau.
2641965_3.

  • Trên cùng một máy ảnh tại cùng vị trí chụp cùng đối tượng: Khi thay ống kính có tiêu cự 50mm bằng ống kính có tiêu cự 100mm, hình ảnh chụp bằng ống kính có tiêu cự 100mm sẽ lớn gấp đôi hình ảnh chụp với ống kính 50mm trên cùng một máy ảnh và cùng vị trí bấm máy.
  • Cùng một ống kính chụp trên hai loại máy: Một ống kính có tiêu cự 50mm nhưng dùng cho hai loại máy ảnh số với kích thước bộ cảm biến hình ảnh khác nhau. Chẳng hạn máy DSLR “full-frame” tương đương kích thước phim 35mm và máy DSLR “crop sensor” có kích thước bộ cảm biến hình ảnh nhỏ hơn – tỷ lệ 1.3x, 1.5x, 1.6x hay 2x … thì sẽ có cùng độ khuếch đại nhưng sẽ khác góc thu hình, căn cứ theo đường chéo của bộ cảm biến.

Như vậy, ống kính 50mm trên máy ảnh DSLR full-frame sẽ có góc thu hình rộng hơn là khi gắn trên máy ảnh DSLR crop sensor. Ống kính 50mm của máy ảnh DSLR full-frame là ống kính normal tiêu chuẩn nhưng khi gắn trên máy ảnh DSLR crop sensor lại là một ống kính góc hẹp hơn, tương đương với một tiêu cự dài hơn. Chẳng hạn ống kính 50mm gắn trên máy ảnh số có bộ cảm biến nhỏ tỷ lệ là 1.6x sẽ là 80mm.

Có các hãng máy ảnh sản xuất máy DSLR full-frame song song với dòng DSLR crop sensor. Trong đó, hãng Canon có dòng DSLR crop sensor có hai tỷ lệ khuếch đại là 1.6x và 1.3x; các dòng máy DSLR crop sensor của Nikon, Sony và Pentax đều theo tỷ lệ khuếch đại 1.5x. Các dòng máy không gương lật thì lại dùng tỷ lệ khuếch đại 2x.
2641975_6.

2. Ống kính một tiêu cự (prime lens) hay ống kính đa tiêu cự (zoom lens)?

Sắm cái ống kính, ngoài việc cân đối khả năng tài chánh, điều quan trọng là phải xác định rõ nhu cầu chụp ảnh. Không phải dựa vào những bài đánh giá chất lượng, những thông số được tăng cường hay nâng cấp của một ống kính mới ra mắt, rồi quyết định mua, và sau đó không thấy hài lòng vì nó không đáp ứng đúng nhu cầu.

Ống kính đa tiêu cự (zoom lens) là ống kính thay đổi được tiêu cự. Nếu tiêu cự thay đổi trong khoảng tiêu cự ngắn được gọi là wide-zoom (chẳng hạn ống 14-24mm); nếu thay đổi trong khoảng tiêu cự dài được gọi là tele-zoom (chẳng hạn ống 100-400mm); nếu thay đổi từ tiêu cự ngắn đến tiêu cự dài thì được gọi đơn giản là zoom (chẳng hạn ống 18-200mm). Nó có đặc tính:

  • Cơ động của nhiều tiêu cự.
  • Có thể chụp zoom in / zoom out
  • Phù hợp với hoàn cảnh cần phản ứng nhanh

Người mới chơi, nên sử dụng ống Kit đi theo máy một thời gian, như 18-55mm, 16-50mm, 18-105mm… để làm quen lựa chọn góc, bố cục khung hình, thành thạo sử dụng làm chủ thiết bị. Sau đó, tuỳ thời gian sớm muộn cụ thể của từng người, hãy tìm hiểu ống kính một tiêu cự, hiệu ứng mỗi tiêu cự riêng biệt, phù hợp với nhu cầu hay sở thích rõ ràng của mình.

Ống kính một tiêu cự, chúng ta vẫn nghe rằng chúng có độ sắc nét hơn ống zoom, ảnh trong hơn zoom… và hầu hết những nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp đều sở hữu ống kính một tiêu cự như 20mm, 24mm, 35mm, 50mm, 85mm, 135mm, 180mm… Nhưng với họ, việc ống kính prime có cấu trúc thấu kính đơn giản giúp ảnh sắt nét hơn, độ trong hình ảnh tốt hơn chỉ là một ưu điểm. Điểm quan trọng, ngoài đặc điểm ống prime thường có khẩu độ lớn, thì khi chọn mua một ống kính có tiêu cự cụ thể nào là chọn một hiệu ứng tương ứng riêng của tiêu cự đó phù hợp với nhu cầu chụp của mình. Khi đó tiêu cự mình chọn sẽ phải chụp với góc chụp hay bố cục khung hình riêng với tiêu cự đó. Như vậy, hiểu rõ ràng hiệu ứng từng tiêu cự là việc cần trước khi sắm một ống kính.

3. Một vài đặc tính cần biết

Đặc tính của ống kính tiêu cự dài (như ống 105mm, 135mm, 180mm, 200mm…)

  • Độ khuếch đại lớn
  • Vùng ảnh rõ mỏng, tách chủ đề với hậu cảnh (xoá phông)
  • Tiêu cự càng lớn, phối cảnh bị dồn ép lại, chiều sâu ảnh giảm
  • Tiêu cự càng lớn, hậu cảnh (background) biến dạng
  • Dài và nặng hơn các loại khác

Đặc tính của ống kính góc rộng (12mm, 15mm, 20mm, 24mm….)

  • Góc thu hình từ 60° – 180°
  • Vùng ảnh rõ (dof) rất sâu
  • Tăng sự nổi bật của chủ đề ở gần trong phối cảnh rộng, ống càng có tiêu cự ngắn, hiệu ứng này càng tăng. Tỷ lệ gần xa rất mạnh tạo tương quan tiền cảnh hậu cảnh độc đáo, nhưng viền ảnh dễ bị kéo dãn méo mó.
  • Đường chéo là phần mạnh nhất trong tầm nhìn góc rộng, kéo hướng nhìn về hộ tụ rất xa. chẳng hạn con hẻm cụt có thể như một ngõ sâu hun hút.
  • Hạn chế các chủ đề hình dạng tròn, mặt người ở gần góc và cạnh khung dễ bị biến dạng.

Và, hiểu được hiệu ứng tiêu cự, người chụp kết hợp với khoảng cách chụp cho phù hợp. Chẳng hạn ống có tiêu cự càng ngắn, tương ứng góc nhìn càng rộng thì khoảng ảnh rõ (dof) càng dày (nét sâu) và vị trí đứng chụp càng xa chủ đề thì hình ảnh càng giảm sắc nét (thường nói là ảnh soft). Vậy, nếu dùng ống 24mm f/2.8 (trên máy full-frame) là ống góc rộng dĩ nhiên dof sẽ dày, nếu đứng càng gần thì càng sắc nét và ngược lại. Anh A chuyên chụp trong studio luôn khép khẩu f/9 – f/11 thì đâu cần phải sắm ống tiêu cự dài có khẩu độ lớn (!), hoặc anh B chụp mẫu ngoại cảnh dof vừa đủ độ nét sâu để còn thấy lờ mờ bối cảnh nhưng sử dụng ống tiêu cự quá dài (200mm) và đứng quá xa chủ đề thì ảnh nhất định có dof rất mỏng. Như vậy:

  • Chọn tiêu cự phù hợp sở thích chụp chủ đề là gì.
  • Chọn khẩu độ tuỳ lúc: khẩu độ càng lớn thì hình ảnh càng giảm độ nét (soft) và khẩu độ càng nhỏ thì ảnh càng sắc nét (sharp).
  • Chọn khoảng cách đứng chụp: Càng gần chủ đề thì ảnh càng sắc nét (sharp) và ngược lại càng xa chủ đề thì ảnh càng giảm độ nét.

Tóm lại, khi quyết định chọn mua ống kính, bạn nên xác định rõ tiêu cự cần mua, hoặc tiêu cự tương ứng với máy ảnh của mình (full-frame hay crop sensor); tiếp theo là xác định khẩu độ lớn nhất của ống kính mà mình cần cho nhu cầu thực tế. Ống kính tốt với bạn sẽ là ống kính đạt được độ nét và hiệu ứng đúng ý với mỗi bước khẩu độ với mỗi khoảng cách đứng chụp khác nhau.

Canon EOS 6D – Nikon AIS 15mm
1.

Nikon D3 – 200mm f/2.8
3.

Nikon D3 – 35mm f/1.4
4.

Nikon D3 – 24mm f/2.8
2.

Nikon D3 – 85mm
5.

[Discovery] Máy gia tốc hạt lớn LHC chính thức tái hoạt động sau 2 năm duy tu bảo dưỡng

Tinhte-lhc.

Sau 2 năm ngừng hoạt động để duy tu bảo dưỡng, cuối cùng thì cỗ máy gia tốc hạt lớn và mạnh mẽ nhất thế giới Large Hadron Collider (LCH) đã chính thức được “hồi sinh” và đưa vào hoạt động trở lại. Dù lần này LCH vẫn không hoạt động hết công suất, nhưng nó mạnh hơn 60% so với năm 2012 và trong vòng 2 tháng sắp tới, nó sẽ thực hiện các thử nghiệm tăng tốc cần thiết đã được hoạch định sẵn nhằm thu thập dữ liệu về các cuộc va chạm. Đây là sự kiện được giới khoa học trên khắp thế giới mong đợi từ lâu, góp phần giải quyết nhiều vấn đề vẫn còn tồn đọng như cơ học lượng tử, dấu hiệu các hạt cơ bản, vật chất tối,…

Paul Collier, giám đốc bộ phận chùm hạt tại CERN phát biểu: “Điều này hoàn toàn không đơn giản chỉ là bật một cái công tắc. Chúng ta sẽ bắt đầu sớm nhất là vào giữa tháng 6, khi chúng ta có được dữ liệu năng lượng cao đầu tiên, nhưng tại thời điểm này thì tỷ lệ va chạm xảy ra khá thấp. Giai đoạn tiếp theo là tăng dần số lượng proton và điều này được thực hiện song song với việc thu thu thập dữ liệu. Tăng số lượng proton đồng nghĩa với việc tăng số lượng va chạm bên trong cỗ máy và nhiệt độ cũng tăng theo. Vào cuối năm 2015, năng lượng của các chùm hạt di chuyển bên trong LCH sẽ đạt tới đỉnh điểm – mức năng lượng chưa bao giờ một cõ máy gia tốc hạt có thể đạt được trừ trước đến nay.”

Large Hadron Collider (LHC) là cỗ máy gia tốc hạt lớn và mạnh mẽ nhất thế giới, có giá trị 10 tỷ đô la được xây dựng bên dưới lòng đất thuộc biên giới Thụy Sĩ và Pháp. Hồi năm 2012, quá trình hoạt động của LHC đã dẫn tới việc khám phá ra hạt cơ bản, có thể là Higgs Boson. Cho tới nay, phát hiện này vẫn còn là vấn đề gây tranh cãi dù nó đã góp phần hoàn thiện cho Mô hình chuẩn (Standard Model) của vật lý hạt, một trong những lý thuyết quan trọng nhất của vật lý. Dù vậy, cho tới nay Mô hình chuẩn vẫn là một học thuyết chưa hoàn chỉnh. Một học thuyết khác trong vật lý hạt mang tên Siêu đối xứng cho rằng mỗi hạt trong mô hình chuẩn có 1 hạt từ khác gọi là siêu đối, có spin khác nhau nhưng người ta vẫn chưa phát hiện ra. Các nhà khoa học tại CERN hy vọng rằng sẽ phát hiện ra những hạt nói trên ở lần tái hoạt động của LCH.

Một loại hạt dự đoán khác là “hạt vật chất tối” cũng sẽ được truy tìm trong các thí nghiệm sắp tới của LHC. Vật chất tối là một loại vật chất bí ẩn và vô hình – nó không gấp thụ, phát ra hoặc phản chiếu ánh sáng – và các nhà vật lý cho rằng nó chiếm tới 26% vũ trụ chúng ta. Các nhà khoa học cho rằng nếu phát hiện được vật chất tối, có thể từ đó suy ra được sự hiện diện của một số năng lượng “mất tích bí ẩn” sau một vụ va chạm hạt xảy ra. Không dừng lại ở các hạt, các thí nghiệm sắp tới của LHC còn giúp các nhà khoa học tìm kiếm bằng chứng về một số hiện tượng kỳ lạ chưa giải thích được như cuộn chiều không gian và các lỗ đen siêu nhỏ.

LHC đã tạm ngừng hoạt động vào năm 2013 do 10.000 liên kết điện tử giữa các nam châm cần phải được gia cố. Collier cho biết: “Về cơ bản, chúng tôi đã dành 2 năm qua để gia cố các mối nối để giúp chúng có thể chịu được mức năng lượng cực lớn của cỗ máy.” Sau đó, những tháng cuối của giai đoạn bảo dưỡng sẽ được dùng để làm mát, khi đó LHC sẽ hoạt động ở nhiệt độ âm 271 độ C và được kiểm tra tất cả mọi thứ một lần nữa.

Theo kế hoạch, lẽ ra LHC sẽ tái khởi động vào đầu năm nay, nhưng một sự cố đoản mạch đã ảnh hưởng tới 1 nam châm và khiến việc này phải trì hoãn tới hiện nay. Giáo sư Collier chia sẻ: “Những gì chúng tôi đã làm mang lại một cỗ máy gần như hoàn toàn mới. Và dĩ nhiên là chúng tôi cũng tăng cường thêm sức mạnh của nó để tạo được các vụ va chạm lớn hơn. Sức mạnh hiện tại của LHC lớn hơn 60% so với hồi năm 2012. Do đó, những điều mà nó thực hiện sắp tới có thể sẽ rất thú vị.”

Tham khảo CERN, CNET

[Discovery] Biến đổi thành công tế bào ung thư thành tế bào miễn dịch

Tế bào bạch huyết. Hình ảnh một tế bào bạch huyết
Nhắc đến căn bệnh ung thư, chắc hẳn ai trong chúng ta cũng khiếp sợ bởi nó đang ngày càng phổ biến với tỷ lệ tử vong cao. Để điều trị, thông thường người bệnh phải đối mặt với các cuộc phẫu thuật hoặc hóa trị rất đau đớn và tốn kém. Tuy nhiên, trong một nghiên cứu mới đây được đăng trên tạp chí uy tín Proceedings of the National Academy of Sciences, các nhà khoa học tại đại học Stanford đã tìm ra một giải pháp mới rất đặc biệt và hoàn toàn trái ngược với các liệu pháp truyền thống để xử lý các tế bào ung thư.

Theo đó, thay vì tìm cách tiêu diệt và ngăn cản sự phát triển của các tế bào sai hỏng, họ sẽ “nuôi dưỡng”, biến chúng thành các tế bào miễn dịch vô hại. Không những thế, những tế bào này khi đó còn có thể trở thành vũ khí giúp cơ thể tiêu diệt các khối u khác.

Kết quả thú vị này được phát hiện rất tình cờ trong quá trình nghiên cứu bệnh bạch huyết cấp (hay còn gọi là bệnh máu trắng cấp) và một dạng điển hình của nó với tên gọi B-ALL. Dạng ung thư này có nguyên do từ các tế bào bạch huyết sản sinh kháng thể B (B-lymphocytes) non không thể phát triển thành các tế bào thông thường do thiếu các yếu tố phiên mã (Transcription factors), một dạng protein gắn vào DNA có chức năng bật hoặc tắt những gen nhất định. Bệnh thường diễn biến nhanh và rất khó dự đoán, người nhiễm bệnh máu trắng cấp nếu không được chữa trị kịp thời thì chỉ có thể kéo dài sự sống trong vòng vài tháng, hoặc thậm chí là chỉ vài tuần sau khi phát bệnh.

Chính điều này thôi thúc nhóm nhà khoa học tại Stanford thực hiện các nghiên cứu tỉ mỉ để tìm ra biện pháp xử lý hiệu quả giúp ngăn cản quá trình biến đổi bất thường của các tế bào bạch huyết chưa trưởng thành này. Tuy nhiên, điều khó khăn nhất mà họ phải đối mặt là giữ cho các tế bào này vẫn còn hoạt động sau khi bị tách ra khỏi các cơ thể sống. Nhóm nghiên cứu cho biết, họ đã thử tất cả mọi cách có thể. Và điều kỳ diệu đã xảy ra sau khi họ cung cấp cho các tế bạch huyết bào B này một yếu tố phiên mã xác định. Các tế bào này bắt đầu thay đổi kích thước và hình dạng theo hình thái và cấu trúc của các đại thực bào (Macrophage), một thành phần khác của bạch huyết có vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch.

Tiếp tục tìm hiểu, các nhà khoa học nhận thấy các tế bào sau khi thay đổi này chứa các gen tương tự như những đại thực bào thông thường và có thể thực hiện những chức năng khác nhau của các đại thực bào ví dụ như tiêu diệt vi khuẩn. Hơn thế nữa, sau khi họ cấy những tế bào này trở lại cơ thể sống của chuột, loại động vật mà không có hệ miễn dịch, thì chúng cũng không gây nên bệnh ung thư nữa.

Nhóm nghiên cứu cho biết, các tế bào sai hỏng sau khi được sửa đổi không chỉ không còn là các tế bào ung thư đối với cơ thể sống nữa, mà ngược lại còn giúp tăng cường hệ miễn dịch giúp chống lại các tế bào ung thư khác còn lại trong cơ thể. Giải thích điều này, tiến sĩ Majetid thuộc viện ung thư của đại học Stanford và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết lý do là bởi các đại thực bào mới này được tạo thành từ các tế bào ung thư nên chúng cũng chứa các tín hiệu hóa học để xác định chính các tế bào ung thư ban đầu, từ đó sẽ dễ dàng hơn trong việc khởi động hệ miễn dịch đặc hiệu của cơ thể để chống lại căn bệnh này.

Được biết, trong thời gian tới nhóm sẽ tiếp tục tập trung nghiên cứu để tìm ra một loại thuốc đặc trị cho bệnh nhân ung thư máu dựa trên cơ chế của những chuyển đổi trên tế bào ung thư trong nghiên cứu này. “Đã đến lúc cần phải tìm ra các liệu pháp điệu trị khác, hiệu quả hơn cho các căn bệnh ung thư”, Majetid cho biết.​


Nguồn: IFLScience, Membs