Lịch sử Vật lí thế kỉ 20: Phần 2

Ebook Lịch sử Vật lí thế kỉ 20: Phần 2 gồm có những nội dung chính sau: 1951 – 1960: Vật lí học và Sự phát triển những công nghệ mới; 1961 – 1970: Kỉ nguyên chinh phục và thám hiểm; 1971 – 1980: Bắt đầu một sự tổng hợp mới; 1981 – 1990: Mở rộng tầm ảnh hưởng; 1991 – 2000: Các kết nối vũ trụ; Kết luận: Các thách thức mang tính toàn cầu và vũ trụ trong thế kỉ 21. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lịch sử Vật lí thế kỉ 20: Phần 2 1951 – 1960 Vật lí học và Sự phát triển những công nghệ mới Vào giữa thế kỉ thứ 20, các nhà vật lí tự thấy họ đứng tại giao lộ giữa một bên là nhà khoa học, và một bên là người công dân. Nền khoa học của họ đã giữ một vai trò quan trọng trong việc kết thúc Thế chiến thứ hai, nhưng lúc này nhiều nhà phát triển của bom nguyên tử đã đi vào hoạt động chính trị phản đối chương trình nghiên cứu vũ khí hạt nhân. Họ cảnh báo về một loại hình chiến tranh mới có thể phá hủy bản thân nền văn minh của chúng ta. Những người khác thì xem việc ngừng nghiên cứu vũ khí là một sai lầm. Không có quốc gia nào có thể ngăn những kẻ thù mình phát triển những hệ thống vũ khí có nhiều sức mạnh hơn. Do đó, nghiên cứu vũ khí hạt nhân là cần thiết để tự vệ. Trong thế giới thời hậu chiến, những khối liên minh mới, đứng đầu là Mĩ và Liên Xô, đang tăng cường bước vào một loại hình kình địch mới. Chiến trường của cái gọi là chiến tranh lạnh này là hệ tư tưởng, chủ nghĩa tư bản chống lại chủ nghĩa cộng sản. Mỗi bên lúc này đang trút hết tài nguyên của mình thành công nghệ để chứng minh cho sự ưu việt của hệ thống chính trị của bên mình. Họ đang chạy đua phát triển bom khinh khí – những thiết bị nhiệt hạch, giống như Mặt trời, tạo ra từ những phản ứng hợp nhất hạt nhân – và những tên lửa đạn đạo có thể mang những quả bom đó đi xa đến nửa vòng trái đất. Lịch sử Vật lí thế kỉ 20 ◊ 84 Cho dù có tham gia hoạt động chính trị hay không sau khi chiến tranh kết thúc, đa số các nhà vật lí vẫn hăm hở quay lại với những hứng thú nghiên cứu thời tiền chiến của mình. Một số thì theo đuổi khoa học cơ bản, còn những người khác thì thích nghiên cứu ứng dụng công nghệ. Trong những năm 1950, nghiên cứu vật lí đã mang lại sự chia sẻ bất ngờ của nó cho các nhà khoa học và công chúng nói chung. Như chương này sẽ trình bày, các máy gia tốc hạt và những detector mới đã dẫn tới sự khám phá ra nhiều hạt hạ nguyên tử trước đó không tưởng tượng nổi. Nhưng từ viễn cảnh lịch sử và văn hóa, sự phát triển có liên quan đến vật lí nổi trội nhất trong thập niên này là trong lĩnh vực điện tử học bán dẫn, đặc biệt là transistor. Nó bắt đầu cho một cuộc cách mạng về truyền thông và máy vi tính tiếp tục 50 năm sau này. Đối với các nhà vật lí chất rắn, những năm 1950 hóa ra là một thập niên đáng nhớ thật sự. Không những transistor đã mang sự chú ý của công chúng đến cho những ứng dụng thuộc lĩnh vực nghiên cứu của họ, mà một đột phá lí thuyết còn giải được bí ẩn của sự siêu dẫn, 46 năm sau khi hiện tượng được phát hiện ra. Cả hai thành tựu đều mang lại giải Nobel vật lí – năm 1956 cho transistor và năm 1972 cho sự siêu dẫn. Cả hai giải thưởng đều chia sẻ cho đội khoa học gồm ba nhà nghiên cứu. Và thiên tài lí thuyết đứng đằng sau cả hai thành tựu chính là John Bardeen, người trở thành người đầu tiên (và là người duy nhất từ trước đến nay) giành hai giải Nobel thuộc cùng một lĩnh vực. Vật lí chất rắn và Công nghệ Các nhà vật lí và kĩ sư đã nhìn thấy trước tác động của transistor ngay khi nó được phát minh ra vào năm 1948 tại Phòng thí nghiệm Bell, nhưng mãi cho đến giữa thập niên 1950 thì nó mới đi vào cuộc sống thường nhật của mọi người. Vì lí do đó, và vì thập niên 1940 bị át trội bởi chiến tranh và sắc động lực học lượng tử, nên phần trình bày về nghiên cứu dẫn đến transistor gác lại cho đến chương này. Vào đầu những năm 1950, chỉ vài ba người nằm ngoài giới khoa học và công nghiệp điện tử từng nghe nói tới transistor. Những người quen thuộc với công nghệ hiểu rằng transistor sẽ bắt đầu thay thế cho các ống chân không trong mọi loại dụng cụ điện tử. Lịch sử Vật lí thế kỉ 20 ◊ 85 Radio ống chân không có kích cỡ chừng bằng cái lò nướng bánh hiện đại, và ti vi thì nằm trong những cái hộp dài chừng vài foot, cao và rộng ít nhất chừng 2 foot. Máy vi tính thì lớn như phòng ở. Chúng đều chứa đầy bên trong những ống chân không có dây tóc lóe sáng cháy lên đều đặn giống như các bóng đèn. Điều đó bắt đầu thay đổi vào tháng 11 năm 1954, khi công ti Regency bắt đầu bán ra sản phẩm radio bỏ túi TR-1 có transistor thay cho ống chân không với giá 49,95 USD, cỡ bằng số tiền trung bình một người công nhân kiếm được trong một tuần. Trong vòng vài năm, các nhà sản xuất đã học được những cách sản xuất transistor với chi phí thấp hơn nhiều. Những máy radio transistor buổi đầu phổ biến đến mức vào đầu những năm 1960, từ transistor hầu như trở nên đồng nghĩa với “radio bỏ túi”. Người ta nói tới việc nghe “transistor” của họ. Mười năm sau đó, ống chân không không còn được sản xuất nữa, ngoại trừ dùng trong thiết bị chuyên dụng. Vào cuối những năm 1950, đa số mọi người đã biết rằng transistor đang thay thế ống chân không trong các bộ ti vi, nhưng ít người biết về một sự biến đổi đáng kể hơn nhiều trong ngành công nghệ chất rắn. Với transistor thay thế cho ống chân không, các máy vi tính nhanh chóng đòi hỏi ít năng lượng cấp và bảo dưỡng hơn, chạy nhanh hơn nhiều, và có nhiều khả năng hơn. Cuộc cách mạng số đã bắt đầu. Như đã lưu ý, William Shockley, Walter Brattain, và John Bardeen cùng nhận giải Nobel vật lí 1956 cho việc phát minh ra transistor khi họ đều đang làm việc tại Phòng thí nghiệm Bell. Nhưng lúc họ đi Stockholm nhận giải, họ không còn chung một đội nữa. Bardeen đã trở thành giáo sư tại trường đại học Illinois, và chuyến đi đã làm gián đoạn nghiên cứu của ông cùng với hai người học trò, Leon Cooper (1930– ) và J. Robert Schrieffer (1931– ), khi họ đang ở bên bờ khai phá một trong những bài toán xưa nhất và quan trọng nhất trong ngành vật lí chất rắn, đó là cơ chế của sự siêu dẫn. Các nhà phát minh ra transistor (từ trái sang phải): John Bardeen, William Shockley, và Walter Brattai ...