GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2009

Giải Nobel Vật lý năm 2009 được trao cho Charles Kuen Kao tại Các phòng thí nghiệm viễn thông tiêu chuẩn ở Harlow (Anh) và Đại học Hong Kong Trung Quốc ở Hong Kong (Trung Quốc) “do các thành tựu có tính đột phá liên quan đến sự truyền ánh sáng trong các sợi trong thông tin quang” cùng với Willard Stirling Boyle và George Elwood Smith tại Các phòng thí nghiệm Bell (Bell Labs), Murray Hill, New Jersey (Mỹ) “do phát minh ra một mạch bán dẫn tạo ảnh gọi là bộ cảm biến CCD”. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2009 GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2009 Giải Nobel Vật lý năm 2009 được trao cho Charles Kuen Kao tại Cácphòng thí nghiệm viễn thông tiêu chuẩn ở Harlow (Anh) và Đại học Hong KongTrung Quốc ở Hong Kong (Trung Quốc) “do các thành tựu có tính đột phá liênquan đến sự truyền ánh sáng trong các sợi trong thông tin quang” cùng với WillardStirling Boyle và George Elwood Smith tại Các phòng thí nghiệm Bell (Bell Labs),Murray Hill, New Jersey (Mỹ) “do phát minh ra một mạch bán dẫn tạo ảnh gọi là bộcảm biến CCD”. Giải Nobel Vật lý năm 2009 tôn vinh hai thành tựu khoa học giúp choviệc định dạng nền tảng của các xã hội nối mạng hiện nay. Các thành tựu này tạo ranhiều đổi mới thực tế trong cuộc sống hàng ngày và cung cấp các công cụ mới chonghiên cứu khoa học. Khi Giải Nobel Vật lý được thông báo ở Stockholm, một phần lớn thế giớinhận được thông báo này gần như ngay lập tức. Với vận tốc gần như là vận tốc ánhsáng, nghĩa là với vận tốc lớn nhất, thông báo này được lan truyền khắp thế giới.Văn bản, hình ảnh tĩnh và động, lời nói được truyền đi theo các sợi quang và quakhông gian và được tiếp nhận ngay lập tức trong các thiết bị nhỏ và thuận lợi. Sợiquang là một điều kiện trước hết cho sự phát triển cực nhanh này trong lĩnh vựcthông tin liên lạc – một sự phát triển mà Kao đã dự đoán từ hơn 40 năm trước.Năm 1966, Kao có một phát minh dẫn đến một sự đột phá trong quang học sợi.Ông đã tính toán cẩn thận về việc làm thế nào để truyền ánh sáng đi xa thông quacác sợi thủy tinh quang. Với một sợi thủy tinh tinh khiết nhất ông có thể truyền cáctín hiệu ánh sáng qua một khoảng cách là 100 kilômét so với khoảng cách chỉ là 20mét đối với các sợi có thể có trong những năm 1960. Điều say mê của Kao gây cảmhứng cho các nhà nghiên cứu khác nhằm chia sẻ tầm nhìn của ông về tiềm năngtương lai của quang học sợi. Sợi cực kỳ tinh khiết đầu tiên đã được chế tạo thànhcông năm 1970 ngay bốn năm sau đó. Các sợi quang hiện nay tạo ra hệ tuần hoàn nhằm nuôi dưỡng xã hộithông tin của chúng ta. Các sợi thủy tinh tổn thất thấp này tạo điều kiện thuận lợicho thông tin dải rộng toàn cầu như mạng internet. Ánh sáng lan truyền trong cácsợi thủy tinh mỏng và nó mang hầu như toàn bộ khối lưu thông điện thoại và dữliệu theo mỗi một hướng. Văn bản, âm nhạc, hình ảnh và viđêô có thể được lantruyền xung quanh Trái Đất trong chốc lát. Nếu ta gỡ toàn bộ các sợi thủy tinh bao quanh Trái Đất, ta sẽ có một sợiđơn dài 1 tỷ kilômét và nó đủ để bao lấy Trái Đất hơn 25 000 lần. Chiều dài nàyđang tăng lên hàng nghìn kilômét mỗi giờ. Một sự chia sẻ lớn của khối lưu thông do các ảnh số cấu thành và nó tạonên phần thứ hai của Giải Nobel Vật lý năm 2009. Một vài năm sau phát minh củaKao, Boyle và Smith đã làm thay đổi cơ bản các điều kiện đối với lĩnh vực kỹ thuậtchụp ảnh vì sự cần thiết của phim ảnh đối với máy chụp ảnh không còn lâu nữa docác hình ảnh có thể bị bắt giữ về phương diện điện tử với một bộ cảm biến ảnh.Mắt điện tử CCD trở thành công nghệ đầu tiên thực sự thành công cho việc chuyểnsố các hình ảnh. Nó mở ra con đường dẫn tới một dòng chảy hàng ngày của cáchình ảnh làm đầy các cáp sợi quang. Chỉ có sợi quang có khả năng chuyển cáclượng dữ liệu lớn do công nghệ bộ cảm biến ảnh điện tử sinh ra. Năm 1969 Boyle và Smith đã phát hiện công nghệ tạo ảnh thành côngđầu tiên khi sử dụng một bộ cảm biến số gọi là thiết bị liên kết điện tích CCD(Charge-Coupled Device). Công nghệ CCD sử dụng hiệu ứng quang điện. AlbertEinstein đã đưa ra lý thuyết về hiệu ứng này và nhờ đó ông được trao tặng GiảiNobel Vật lý năm 1921. Do hiệu ứng quang điện, ánh sáng được biến đổi thành cáctín hiệu điện. Thách thức khi thiết kế một bộ cảm biến ảnh là cần thu thập và đọccác tín hiệu trong một số lớn các điểm ảnh gọi là các pixel trong một thời gian ngắn. CCD là mắt điện tử của máy chụp ảnh số. Nó tạo ra một cuộc cách mạngtrong kỹ thuật chụp ảnh khi ánh sáng bây giờ có thể bị bắt giữ về phương diện điệntử thay vì ở trên phim. Dạng số tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý và phân bốcác ảnh này. Công nghệ CCD cũng đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng y họcchẳng hạn như tạo ảnh nội tạng của cơ thể người đối với cả chẩn đoán và vi phẫu. Kỹ thuật chụp ảnh số trở thành một công cụ không thể thay thế trongnhiều lĩnh vực nghiên cứu. CCD cung cấp những khả năng mới nhằm nhìn thấynhững vật không thể nhìn thấy trước đây. Nó đem lại cho chúng ta những hình ảnhtrong suốt về những nơi xa xôi trong vũ trụ cũng như ở các độ sâu của các đạidương. Nhờ ánh sáng Mặt Trời, chúng ta có thể nhìn thấy thế giới. Tuy nhiên, cầnmột thời gian dài trước khi con người đòi hỏi các kỹ năng điều khiển ánh sáng vàhướng nó vào trong một ống dẫn sóng. Bằng cách đó, các thông điệp được mã hóacó thể được truyền đồng thời tới nhiều người. Sự phát triển này đòi hỏi nhiều phátminh lớn và nhỏ mà chúng tạo thành nền tản ...