GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2010

Giải Nobel Vật lý năm 2010 được trao cho Andre K. Geim và Konstantin S. Novoselov tại Đại học Manchester, Anh “do những thực nghiệm có tính đột phá liên quan đến vật liệu grafen (graphene) hai chiều”.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2010 GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2010 Giải Nobel Vật lý năm 2010 được trao cho Andre K. Geim và KonstantinS. Novoselov tại Đại học Manchester, Anh “do những thực nghiệm có tính đột pháliên quan đến vật liệu grafen (graphene) hai chiều”. Giải Nobel Vật lý năm 2010 nhằm tôn vinh hai nhà khoa học gốc Nga cónhững đóng góp quyết định cho sự phát triển của grafen. Họ đã thành công trongviệc chế tạo, cô lập, nhận dạng và xác định đặc tính của grafen. A. K. Geim sinh năm 1958 tại Sochi, Nga. Ông bảo vệ luận án tiến sĩ Vật línăm 1987 tại Viện Vật lí chất rắn, Viện Hàn lâm Khoa học Nga ở Chernogolovka,Nga. Ông là giám đốc Trung tâm Khoa học trung gian và Công nghệ nanô, giáo sưvật lí và giáo sư Hội Hoàng gia London tại Trường Vật lí và Thiên văn của Đại họcManchester. Hiện nay, ông là công dân Đức. K. S. Novoselov sinh năm 1974 tại Nizhny Tagil, Nga. Ông bảo vệ luận ántiến sĩ Vật lí năm 2004 tại Đại học Nijmegen, Hà Lan. Ông là giáo sư và hội viênnghiên cứu Hội Hoàng gia London tại Trường Vật lí và Thiên văn của Đại họcManchester. Hiện nay, ông là công dân của cả Anh và Nga. Novoselov bắt đầu làm việc cùng với Geim từ khi là nghiên cứu sinh tạiHà Lan. Sau đó, Novoselov theo Geim tới nước Anh. Cả hai học tập và bắt đầu sựnghiệp của họ như các nhà vật lí ở nước Nga. Hiện nay họ đều là giáo sư ở Đại họcManchester. Geim và Novoselov đều thích vui đùa. Với các khối xây dựng mà họ đượctùy ý sử dụng, họ cố gắng phát hiện ra một cái gì mới đôi khi chỉ bằng cách chophép đầu óc của mình lang thang không mục đích. Người ta bao giờ cũng học đượcmột cái gì đó trong quá trình như thế và ai biết được bạn thậm chí có thể “trúngquả”. Đó là trường hợp 7 năm trước đây, Geim và Novoselov phát hiện ra một băngdính cực tốt từ cảm hứng về khả năng của con thằn lằn Gecko có thể dính chặt vàongay cả các bề mặt phẳng nhất. Trước đó, năm 1997 Geim tìm cách làm cho mộtcon ếch bay lên trong từ trường. Đó là một cách khéo léo để minh họa các nguyên lívật lí. Con ếch bay lên này đã đem lại cho Geim Giải Nobel Ig năm 2000 “vì làm chocon người trước tiên là cười và sau đó là suy nghĩ”. Một vảy mỏng của cacbon thông thường với bề dày chỉ một nguyên tử làđề tài nghiên cứu liên quan đến Giải Nobel Vật lí năm 2010. A.K.Geim vàK.S.Novoselov đã chứng tỏ rằng rằng cacbon ở dạng phẳng như vậy có các tínhchất khác thường bắt nguồn từ thế giới đặc biệt của vật lí lượng tử. Các vật liệu tinh thể hai chiều gần đây được nhiều nhà nghiên cứu quantâm. Vật liệu đầu tiên trong trong lớp vật liệu mới này là grafen. Đó là một lớpnguyên tử cacbon có bề dày một nguyên tử. Grafen có một số tính chất đặc biệt vàdo đó, nó được đặc biệt chú ý cả về nghiên cứu cơ bản và các ứng dụng tương lai.Các tính chất điện tử của vật liệu hai chiều này dẫn tới chẳng hạn như hiệu ứngHall lượng tử bất thường. Nó là một vật dẫn trong suốt có bề dày chỉ cỡ mộtnguyên tử. Nó cũng gây ra những tương tự với vật lý hạt cơ bản trong đó bao hàmmột loại chui hầm đặc biệt gọi là chui hầm Klein. Hơn nữa, grafen có một số tínhchất cơ và tính chất điện kì lạ. Grafen là một dạng của cacbon. Đó là một vật liệu hoàn toàn mới. Grafenkhông chỉ là vật liệu mỏng nhất mà còn là vật liệu cứng nhất từ trước đến nay. Nócứng hơn cả thép nhưng lại dễ uốn. Grafen dẫn điện tốt như đồng và dẫn nhi ệt tốthơn tất cả các vật liệu khác mà con người biết đến. Grafen gần như hoàn toàn trongsuốt nhưng lại dày đặc đến mức ngay cả nguyên tử khí nhỏ nhất là hêli cũng khôngthể đi qua nó. Do đó, bài báo về grafen công bố trên tạp chí Science vào tháng 10 năm2004 đã gây ra chấn động lớn trên khắp thế giới. Một mặt, các tính chất kì lạ củagrafen cho phép các nhà khoa học kiểm tra các nền tảng lí thuyết của vật lí. Mặtkhác, grafen có tiềm năng rất lớn về các ứng dụng thực tế trong đó bao gồm việctạo ra các vật liệu mới và việc chế tạo thiết bị điện tử mới. Cacbon chưa chắc là nguyên tố hấp dẫn nhất trong Bảng hệ thống tuầnhoàn Mendeleev. Nó là cơ sở của ADN và toàn bộ sự sống trên Trái Đất. Cacbon cóthể tồn tại ở một số dạng khác nhau. Dạng phổ biến nhất của cacbon là grafit. Grafitbao gồm các lá cacbon với cấu trúc lục giác xếp chồng lên nhau. Kim cương là dạngsiêu bền của cacbon tồn tại ở áp suất cao. Một dạng mới của phân tử cacbon có têngọi là fullerene (Gi ải Nobel Hóa học 1996). Dạng phổ biến nhất của fulleren là C60.Dạng này chứa 60 nguyên tử cacbon và trông giống như một quả bóng đá được tạothành từ 20 hình lục giác và 12 hình ngũ giác mà chúng cho phép uốn cong mặtphẳng thành mặt cầu. Một dạng chuẩn một chiều có liên quan của cacbon là cácống nanô cacbon được biết đến từ một vài thập kỷ trước và các ống nanô có tườngcó bề dày một nguyên tử bao quanh được biết đến từ năm 1993. Các ống nanô nàycó thể được tạo thành từ các lá grafen. Các lá này được cuộn lại để tạo ra các ốngvà cá ...