Lịch sử Điện từ học (Phần 18)

1960 - 1979

Kỉ nguyên không gian, bắt đầu năm 1957 với sự phóng thành công vệ tinh Xô Viết Sputnik, có sự tác động mạnh mẽ lên nền văn hóa và khoa học của những thập niên này. Sau những dấu móng chân và dấu chân của những con chó và khỉ khác nhau trước họ, những nhà du hành vũ trụ đầu tiên, các nhà du hành khi đó đã có thể đi vào không gian. Con người trên khắp hành tinh bắt đầu tập trung vào vũ trụ xung quanh họ. Các nhà khoa học cũng không ngoại lệ.

Một trong những khám phá lạ thường nhất của thời kì này là quasar (hay vật thể giả sao), các nguồn phát sáng cực sáng của ánh sáng và năng lượng điện từ khác. Là những vật thể xa xôi nhất được biết tới trong vũ trụ, các quasar có thể cách chúng ta hàng tỉ năm ánh sáng, và vì thế có thể chứa dồi dào thông tin về sự bắt đầu của vũ trụ. Các nhà khoa học đi đến chỗ tin rằng những sự phát xạ ánh sáng mạnh này là kết quả từ vật chất bị trút vào các lỗ đen nặng nề ở tâm của các thiên hà.

alt

Vào đầu những năm 1970, trong các sứ mệnh Apollo 15 và 16, các nhà du hành đã khảo sát từ trường của Mặt trời bằng một máy dò electron. Mặc dù Mặt trăng của chúng ta không có hoạt động dynamo nội (lõi chất lỏng sắt) như Trái đất, nhưng nó thật sự phát ra một từ trường yếu ở một số khu vực mà sau này các nhà khoa học liên hệ với các va chạm thiên thạch. Có nhiều nghiên cứu về từ trường và các thiên thể bắt đầu vào năm 1979, khi NASA và Cuộc khảo sát Địa chất Mĩ bắt tay với nhau gửi một vệ tinh từ trường đặt tên là Magsat vào không gian. Sứ mệnh cả nó: lâp bản đồ chính xác đầu tiên của từ trường gần mặt đất.

Trong khi dó, trở lại tầng đối lưu, các máy tính trở nên phức tạp hơn và cuối cùng bắt đầu đi vào nhà ở của mọi người. Sự phát triển của tập đoàn Intel về bộ vi xử lí – một mạch phức hợp trên một chip silicon – đưa đến các máy tính mang tính “cá nhân”. Năm 1977, chiếc máy tính đầu tiên thuộc dòng “PC” thương mại xuất hiện, máy Apple II. Apple II Plus cải tiến xuất hiện sau đó năm 1979. Đối với đa số người sở hữu máy tính, cuộc sống không bao giờ thật hài lòng.

Đồng thời, các nhà máy điện hạt nhân thương mại bắt đầu xuất hiện ở đường chân trời. Chỉ tính riêng ở nước Mĩ, 70 nhà máy như vậy đang hoạt động vào cuối những năm 1970. Sự tăng trưởng đó chậm lại vào cuối thập kỉ, một phần do các lo ngại an toàn sau sự cố năm 1979 tại nhà máy Three Mile Island ở Pennsylvania.

Trong vương quốc vật lí hạt, các nhà khoa học tiếp tục khám phá ra những hạt hạ nguyên tử mới. Năm 1963, một cuộc đua trí tuệ khổng lồ đã rõ ràng khi các nhà khoa học lần đầu tiên lí thuyết hóa rằng neutron và proton không phải là hạt cơ bản. Thay vào đó, các nhà khoa học nói rằng những thành phần đó của hạt nhân hóa ra cấu thành từ những hạt khác mới là cơ bản, chúng trở nên nổi tiếng là hạt quark. Các nhà khoa học tiếp tục tin rằng electron là một hạt cơ bản, điều đó vẫn được chấp nhận cho đến ngày nay.

alt

Các nhà khoa học bắt đầu đưa ra một số ứng dụng thực tiễn của sự siêu dẫn (một dòng điện không chạm phải sự cản trở nào), một hiện tượng được phát hiện lần đầu tiên tận năm 1911. Những người Mĩ James Powell và Gordon Danby đã đăng kí bằng sáng chế cho mẫu đầu tiên cho xe lửa nâng bằng từ siêu dẫn vào năm 1969. Tuy nhiên, Đức và Nhật Bản đã dẫn đầu trong việc phát triển xe lửa nâng bằng từ, sử dụng cả nam châm điện và nam châm siêu dẫn. Bất chấp nghiên cứu của họ, xe lửa nâng bằng từ vẫn là một thứ hiếm trong ngành vận tải.

Chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân (MRI), một công nghệ chất siêu dẫn khác, có sự tác động to lớn hơn nhiều. Được minh chứng lần đầu tiên vào năm 1973, các cỗ máy này bắt đầu được sử dụng trong các bệnh viện trong thập kỉ sau đó, làm cách mạng hóa ngành chẩn đoán y khoa.

Lâu nay bị nằm trong bóng đổ của các nam châm điện và nam châm siêu dẫn mạnh hơn, nam châm vĩnh cửu khiêm nhường nhận được sự củng cố trong thập niên 1960. Một loại nam châm mới đã được phát triển bởi các nhà khoa học Không quân Mĩ. Kết hợp cái gọi là các nguyên tố “đất hiếm” samarium và cobalt, Karl Strnat đi đến các nam châm đất hiếm đầu tiên, mạnh hơn các nam châm vĩnh cửu đã có. Là một ích lợi cho các ngành công nghiệp radar và vệ tinh (trong số những ứng dụng khác), các nam châm này sớm bị qua mặt bởi một thế hệ mới các nam châm đất hiếm phát triển bởi Strnat và người đồng sự Alden Ray.

Xem lại Phần 17

1960 - 1979
1963	Quasar, các nguồn sáng tỏa sáng và cực xa của sóng vô tuyến mạnh và những dạng năng lượng khác, được phát hiện.
1964	Murray Gell-Mann nêu lí thuyết rằng các hạt hạ nguyên tử mà ông đặt tên là quark là những đơn vị cơ bản của vật chất cấu thành nên proton và neutron. Một nhà vật lí Mĩ khác, George Zweig, phát triển một lí thuyết giống với lí thuyết của Gell-Mann, nhưng ông đưa ra những quân bài hạt cơ bản khác thay vì quark.
1966	Các nhà địa vật lí Mĩ Richard Doell, Allan Cox và Brent Dalrymple lập đồ thị lịch trình bất thường của sự biến đổi cực của Trái đất dựa trên các nghiên cứu quy mô rộng tính chất từ của đất đá lấy từ những thời kì khác nhau.
1966	Karl Strnat khám phá ra thế hệ đầu tiên của các nam châm vĩnh cửu đất hiếm.
1967	Lí thuyết điện yếu được phát triển để thống nhất điện động lực học lượng tử với lí thuyết tương tác yếu (còn gọi là lực hạt nhân yếu).
1969	James Powell và Gordon Danby đăng kí mẫu sáng chế đầu tiên cho xe lửa nâng bằng từ siêu dẫn, trở thành những người tiên phong trong công nghệ xe nâng bằng từ.
1969	Hệ thống dự trữ năng lượng từ siêu dẫn (SMES) đầu tiên, được thiết kế để dự trữ năng lượng trong từ trường tạo ra bởi dòng điện một chiều trong một cuộn dây của chất siêu dẫn làm lạnh, được đề xuất ở Pháp, mặc dù người ta cho rằng nó quá tốn kém chi phí xây dựng.
1971	Tàu vũ trụ Apollo khảo sát từ trường của Mặt trăng của Trái đất.
1972	Những người Mĩ Karl Strnat và Alden Ray phát triển thế hệ thứ hai của các nam châm đất hiếm.
1973	Chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI) được chứng minh lần đầu tiên ở Mĩ bởi Paul Lauterbar. Các khái niệm làm cho MRI có thể đã được phát hiện ra vài năm trước đó bởi Raymond Damadian.
1974	Nhà vật lí Hi Lạp John Iliopoulos đưa ra, lần đầu tiên trong một báo cáo cá nhân, quan điểm vật lí ngày nay gọi là Mô hình Chuẩn, một lí thuyết mô tả các lực cơ bản mạnh, yếu, và điện từ cũng như các hạt cơ bản cấu thành nên toàn bộ vật chất.
1977	Apple tung ra máy tính Apple II, máy tính cá nhân thông dụng đầu tiên sử dụng các bộ vi xử lí. Apple II Plus cải tiến ra đời sau đó, năm 1979.
1979	Vệ tinh từ tính đầu tiên gọi là Magsat được phóng lên là một dự án hợp tác của NASA và Cuộc khảo sát Địa chất Mĩ để lập bản đồ chính xác đầu tiên của từ trường gần mặt đất.