Giải Nobel Vật lý 2009

Từ Thư viện Khoa học VLOS
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm

Viện Hàn lâm Hoàng gia Thụy Điển vừa công bố Giải Nobel Vật lý năm 2009. Một nửa giải thưởng được trao cho Charles K. Kao (ĐH Hồng Kông) với nghiên cứu khả năng truyền ánh sáng của sợi quang và nửa còn lại thuộc về Willard Sterling Boyle và George Elwood Smi (Bell Laboratories Murray Hill, Mỹ) với phát minh thiết bị cảm biến có khả năng chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện (CCD sensor).

Sợi thủy tinh của Kao

Khám phá của Charles K. Kao vào năm 1966 đã tạo bước đột phá trong lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng sợi quang. Ông đã tiến hành thí nghiệm và tính toán chi tiết khả năng truyền ánh sáng của các sợi thủy tinh. Với các sợi "tinh khiết" anh sáng có thể truyền tới khoảng cách hàng trăm km (vào những năm 60 những sợi quang chỉ có thể truyền ánh sáng tới khoảng cách 20 mét. Khám phá của ông nhanh chóng được phát triển và đưa vào ứng dụng. Chỉ bốn năm sau đó sợi quang đầu tiên đã được chế tạo.
Các lớp cơ bản của sợi quang học bao gồm (1) Phần lõi, (2) Áo bọc lõi, (3) Lớp đệm và (4) Lớp áo khoác ngoài
. Khó có thể nói hết về những đóng góp của sợi quang trong cuộc sống hiện nay. Viện Hàn lâm Hoàng gia Thụy điển cho rằng sợi quang "nuôi nấng" xã hội thông tin cho con người. Những sợi thủy tinh mảnh, dài, trong suốt với kích thước tương đương sợi tóc nhưng sở hữu tốc độ truyền tín hiệu cao, khả năng truyền xa, hạn chế nhiễu tốt hơn so với kỹ thuật truyền tín hiệu điện đã góp phần quan trọng nối kết con người. Ánh sáng truyền theo sợi thủy tinh mang theo nội dung các cuộc điện thoại đến hình ảnh, âm nhạc đi mọi hướng trong khoảng thời gian tính bằng giây.
Các cáp gồm những sợi đồng kích thước và khối lượng lớn có thể được thay thế bằng sợi quang gọn nhẹ (vệt sáng ở trung tâm của hình)
.

Cũng chính những sợi thủy tinh này đã tạo điều kiện cho phát triển hệ thống thông tin băng thông rộng như internet.

Người ta cho rằng nếu gỡ rời và nối tất cả các sợi thủy tinh đang rải khắp thế giới sẽ được một sợi dài hàng tỷ km đủ để quấn quanh địa cầu 25 ngàn lần. Nhưng chưa phải đã hết, mỗi giờ hàng ngàn km đang tiếp tục được sản xuất!

Thiết bị ứng dụng hiệu ứng quang điện

Ba năm sau phát minh sợi quang của Kao, năm 1969 Willard S. Boyle và George E. Smith phát minh công nghệ ảnh sử dụng cảm biến số (digital sensor) với thiết bị có khả năng tích điện kép (tạm dịch từ Charge-Coupled Device: CCD). Công nghệ dẫn đến sự ra đời của CCD dựa trên hiệu ứng quang điện (hiệu ứng Hertz, do nhà vật lý người Đức Heinrich Rudolf Hertz tìm ra). Hiệu ứng Hertz là hiện tượng điện - lượng tử trong đó các điện tử thoát ra khỏi vật chất sau khi hấp thụ năng lượng từ các bức xạ điện từ . Với hiệu ứng này ánh sáng chuyển thành tín hiệu điện. Thành công trong thu và xử lý tín hiệu điện, chuyển thành các điểm ảnh trong một thời gian ngắn đã dẫn đến sự ra đời của CCD.

CCD là con mắt điện tử của máy ảnh và tạo cuộc cách mạng trong kỹ thuật ảnh. Nhờ CCD mà ánh sáng được thu dưới dạng điện thay cho các cuộn phim. Dạng ảnh số được tạo và lưu chuyển một cách dễ dàng. Kỹ thuật ảnh số còn được ứng dụng rộng rãi trong y học dặc biệt trong chẩn đoán hình ảnh và phẫu thuật.

Trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu, ảnh số trở thành công cụ thay thế hữu hiệu giúp các nhà nghiên cứu quan sát bằng mắt nhiều mẫu vật hay hiện tượng - một phương pháp nghiên cứu gần gũi và cần thiết nhưng trước đây không phải khi nào cũng thực hiện được. Cũng nhờ kỹ thuật số mà chúng ta được chiêm ngưỡng nhiều hình ảnh dưới đáy đại dương hay từ khoảng không vũ trụ xa xôi.

Liên kết ngoài

  • Thông cáo báo chí (tiếng Anh)[1]

Xem thêm

Xem tin khác

Liên kết đến đây