Lene Vestergaard Hau Là Ai?
Sinh ngày 13 tháng 11 năm 1959 tại Vejle, Đan Mạch, Lene Vestergaard Hau sớm bộc lộ niềm đam mê mãnh liệt với các con số và quy luật của tự nhiên. Cô tốt nghiệp Đại học Aarhus danh giá của Đan Mạch với chuỗi thành tích ấn tượng: bằng Cử nhân Toán học, Thạc sĩ Vật lý và sau đó là tấm bằng Tiến sĩ Vật lý.
Tuy nhiên, tên tuổi của bà chỉ thực sự trở thành một huyền thoại trong giới khoa học toàn cầu khi công bố công trình nghiên cứu táo bạo: Can thiệp và làm chủ tốc độ của ánh sáng.
 |
| Ảnh: nhà vật lý Lene Vestergaard Hau |
Khám Phá Bí Ẩn: Trạng Thái Ngưng Tụ Bose-Einstein
Trong điều kiện bình thường, ánh sáng di chuyển với tốc độ xé gió là 186.000 dặm/giây. Ban đầu, bản thân Hau cũng chưa từng nghĩ đến việc thiết lập một kỷ lục về việc "làm chậm" ánh sáng. Nỗ lực nghiên cứu của bà bắt nguồn từ một mục tiêu khác: tìm kiếm Chất ngưng tụ Bose-Einstein (BEC).
Trạng thái Ngưng tụ Bose-Einstein được hai nhà vật lý vĩ đại tiên đoán sự tồn tại từ năm 1924. Đây là một trạng thái vật chất hoàn toàn mới, nơi các nguyên tử bị làm lạnh xuống mức cực đoan (chỉ vài phần triệu độ trên độ không tuyệt đối). Tại nhiệt độ này, các nguyên tử mất đi tính cá nhân và hợp nhất lại, hoạt động như một "siêu nguyên tử" duy nhất.
Vào tháng 6 năm 1997, sau vô vàn nỗ lực làm lạnh nguyên tử, Hau và các đồng nghiệp của bà đã thành công tạo ra trạng thái ngưng tụ này. Nhớ lại khoảnh khắc lịch sử đó, nhà vật lý chia sẻ: "Tôi rất tò mò muốn xem trạng thái vật chất mới này trông như thế nào. Chúng tôi đã vô cùng hạnh phúc vì cuối cùng cũng thành công."
 |
| Phòng thí nghiệm: Ngưng tụ Bose-Einstein |
Kỳ Tích Năm 1999: Khi Ánh Sáng Di Chuyển Chậm Hơn Xe Đạp
Sau khi tạo ra khối ngưng tụ Bose-Einstein, nhóm nghiên cứu bắt đầu tìm cách ứng dụng nó. Họ sử dụng một từ trường (nam châm điện) để treo một khối ngưng tụ hình điếu xì gà dài 0,2 mm bên trong một buồng chân không. Bằng cách chiếu một chùm tia laser được hiệu chỉnh chính xác từ bên cạnh, họ đã biến khối ngưng tụ vốn mờ đục trở nên trong suốt đối với một tần số ánh sáng nhất định.
Tiếp đó, họ bắn một xung ánh sáng laser dọc theo trục dài của khối ngưng tụ. Khoảnh khắc xung ánh sáng chạm vào khối vật chất này, nó ngay lập tức bị nén lại và giảm tốc độ đột ngột.
Trong suốt một năm ròng rã, Hau đã làm việc thâu đêm trong phòng thí nghiệm để hoàn thiện kỹ thuật. Đến tháng 3 năm 1998, bà bắt đầu nhận thấy sự thay đổi rõ rệt. Đỉnh điểm là vào năm 1999, bà đã thành công trong việc giảm tốc độ ánh sáng xuống mức đáng kinh ngạc: 38 dặm/giờ (khoảng 60 km/h).
Mùa hè năm đó, trên chuyến bay tới Copenhagen, Hau đã vui vẻ nhận ra một sự thật thú vị: Bản thân bà đang di chuyển trên máy bay với tốc độ còn nhanh hơn cả những tia sáng trong phòng thí nghiệm của mình.
Đóng Băng Ánh Sáng: Vượt Lên Cả Giới Hạn
Không dừng lại ở việc ép ánh sáng "đạp xe", đội ngũ của Lene Hau tiếp tục nâng cấp thí nghiệm để đạt được một kỳ tích vĩ đại hơn: Dừng ánh sáng hoàn toàn.
Họ thực hiện điều này bằng cách tắt tia laser ghép nối (tia mở đường) ngay khi xung ánh sáng đã chui hoàn toàn vào bên trong khối ngưng tụ Bose-Einstein. Ngay lập tức, ánh sáng bị mắc kẹt và "đóng băng" bên trong khối vật chất. Điều kỳ diệu xảy ra khi họ bật tia laser ghép nối lên trở lại: xung ánh sáng ban đầu lại tiếp tục hành trình và phát ra từ đầu bên kia một cách hoàn hảo.
Khả năng dừng, lưu trữ và giải phóng ánh sáng theo ý muốn không chỉ là một trò ảo thuật của phòng thí nghiệm. Nó mở ra những tiềm năng khổng lồ cho tương lai của viễn thông quang học, máy tính lượng tử và các hệ thống truyền tải dữ liệu siêu bảo mật. Lene Hau đã chứng minh rằng, với khoa học, những giới hạn tuyệt đối nhất của vũ trụ vẫn có thể bị bẻ cong bởi trí tuệ con người.