Một loại hạt “ma” không có khối lượng được tạo ra thành công trong phòng thí nghiệm, hứa hẹn mang lại đột phá trong ngành chế tạo pin điện thoại di động, cho phép người dùng sạc điện chỉ một lần mỗi năm.
Hạt “ma” hứa hẹn mỗi năm chỉ cần sạc pin điện thoại một lần
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.
Hai hạt Weyl với các spin đối xứng nhau. (Ảnh: Seenthis.net)
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.