Lịch sử Điện từ học (Phần cuối)

1980 - 2003

Bị thúc đẩy một phần bởi các lo ngại tăng dần về môi trường và sự suy cạn các nguồn năng lượng, các nhà khoa học đã khảo sát các nguồn tiềm năng mới của năng lượng cũng như các phương pháp khai thác các nguồn hiện có một cách hiệu quả hơn. Năm 1997, Toyota tung ra một mẫu xe lai mới, chiếcPrius, chạy bằng điện lẫn khí và mang lại hiệu quả năng lượng cao hơn và phát khí thải thấp hơn các xe truyền thống. Công nghệ cuối cùng đã bị đuổi kịp, thúc đẩy các nhà sản suất phát triển thêm những chiếc xe lai và xe điện. Vào bước chuyển thế kỉ, nhà máy điện năng lượng sóng đầu tiên, Land Installed Marine Powered Energy Transformer (LIMPET), bắt đầu phát điện trên vùng bờ biển Scotland.

alt

Vài năm sau, một đội các nhà nghiên cứu người Canada đã làm phát ra dòng điện bằng cách buộc nước đi qua một đĩa thủy tinh có hàng triệu rãnh nhỏ li ti. Tương tác giữa nước và bề mặt các rãnh tạo ra một dòng ion, mang lại một dòng điện chạy. Các nhà nghiên cứu tiên đoán các nhà khoa học sẽ xây dựng chiếc máy phát động điện rãnh nhỏ li ti thực tiễn đầu tiên trong vòng một thập kỉ.

Các công nghệ mới đã cho phép các nhà khoa học nhìn vào thế giới ở những cấp độ nano, mang lại sự tăng trưởng của các lĩnh vực mới của công nghệ nano và khoa học nano. Kính hiển vi quét chui hầm xuất hiện năm 1981, theo sau đó là kính hiển vi lực nguyên tử, kính hiển vi lực từ và kính hiển vi phổ tia X từ tính.

Máy tính cá nhân trở nên thông dụng trong cuộc sống hàng ngày, một cuộc cách mạng đã được nhận ra năm 1982 khi tờ tạp chí Time chọn máy tính là “Nhân vật của Năm”, và đưa đến sự phát triển của World Wide Web năm 1989. Cuối thời kì này, khoảng ba phần tư người dân Mĩ đã truy cập Internet, mất trung bình 12,5 giờ mỗi tuần online để gửi email, làm công tác xã hội, mua sắm và thu thập thông tin. Năm 1999, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts sáng tạo ra chiếc máy tính lượng tử đầu tiên. Khai thác ưu điểm của các tính chất của cơ học lượng tử thay cho cơ học cổ điển, công nghệ này hứa hẹn dẫn tới những chiếc máy tính mạnh hơn rất nhiều so với cái có thể tưởng tượng ra với những công nghệ hiện nay.

Lí thuyết vật lí lượng tử cũng nhìn thấy những tiến bộ, với khám phá năm 1980 ra hiệu ứng Hall lượng tử, các thí nghiệm cung cấp bằng chứng của những hạt hạ nguyên tử mới, và dữ liệu ủng hộ cho mối liên hệ lí thuyết giữa các tương tác điện từ và một lực gọi là lực “yếu”.

alt

Nghiên cứu điện từ trên một cấp độ hoàn toàn khác nhau đã tiến xa với việc phóng vệ tinh Ørsted năm 1999. Giống như vệ tinh Magsat phóng lên hồi 20 năm trước, sứ mệnh của Ørsted là nghiên cứu từ trường của Trái đất, cả trường mạnh từ bên trong hành tinh và trường biến đổi, yếu hơn sinh ra từ tương tác giữa gió Mặt trời và từ quyển của Trái đất. Bằng cách so sánh dữ liệu Ørsted với dữ liệu Magsat, các nhà khoa học sẽ có thể chỉ ra những thay đổi trong các trường này.

1980 - 2003
1980	Nhà vật lí Đức Klaus von Klitzing phát hiện thấy khi các chất dẫn điện đặt trước từ trường mạnh và nhiệt độ thấp, điện trở của chúng biến thiên theo những bước nhảy gián đoạn thay vì biến đổi trơn, liên tục, hiện tượng gọi là hiệu ứng Hall lượng tử.
1981	Kính hiển vi quét chui hầm (STM), hoạt động trên cơ sở cái gọi là dòng điện chui hầm bắt đầu chạy khi một đầu sắc nhọn tiến tới gần một bề mặt dẫn ở khoảng cách khoảng một nano mét, được phát minh.
1983	Tại Trung tâm Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN), bằng chứng của các hạt yếu (W và Z) được tạo ra, mang lại sự ủng hộ cho mối liên hệ lí thuyết giữa các tương tác điện từ và tương tác yếu.
1983	Các nam châm neodymium-iron-boron, đôi khi gọi đơn giản là nam châm neo, được phát triển lần đầu tiên.
1987	Kính hiển vi lực từ, một biến thể của kính hiển vi lực nguyên tử phi tiếp xúc, được chứng minh lần đầu tiên. Thiết bị thực hiện sự phân giải từ bởi tương tác tĩnh từ giữa một đầu nhọn sắt từ và từ trường vi mô tản lạc của mẫu vật.
1987	Lần đầu tiên, các nhà khoa học thu được sự siêu dẫn “nhiệt độ cao” (trên 77 K) với hỗn hợp gốm của yttrium, barium, đồng và oxygen. Mặc dù nhiệt độ cần thiết để làm cho YBCO siêu dẫn vẫn khá thấp, nhưng chúng đủ cao để được tạo ra với nitrogen lỏng, rẻ tiền hơn nhiều so với helium lỏng đối với những nhiệt độ thấp hơn.
1988	Các nhà vật lí Đức và Pháp khám phá ra hiệu ứng từ trở khổng lồ (GMR), thu được từ các hiệu ứng spin electron trong các đa lớp nhân tạo của các chất từ tính. Khám phá đánh dấu sự bắt đầu của lĩnh vực công nghệ spin, hay điện tử học nền spin.
1988	Tim Berners-Lee, một nhà khoa học tại CERN, phát minh và trình diễn World Wide Web (WWW), hợp nhất công nghệ của các máy tính cá nhân, mạng máy tính và siêu văn bản thành một hệ thống thông tin toàn cầu.
1993	Kính hiển vi phổ tia X từ, kết hợp với sự phát xạ quang và các kĩ thuật hiệu ứng Kerr từ-quang, được chứng minh.
1997	Toyota tung ra sản phẩm chiếc xe lai sinh khối đầu tiên của thế giới, Prius, chạy bằng điện lẫn khí và mang lại hiệu suất nhiên liệu tốt hơn và sự phát khí thải ít hơn xe cộ truyền thống.
1999	Vệ tinh Đan Mạch Ørsted, được trang bị để cung cấp những phép đo chính xác cao của từ trường Trái đất, được phóng lên thành công.
1999	Điện học được tiếp thị trên Internet lần đầu tiên.
2000	Nhà máy điện sóng thương mại đầu tiên, gọi tên là Land Installed Marine Powered Energy Transformer (LIMPET), bắt đầu phát điện trên vùng đảo Islay, Scotland.
2003	Một đội các nhà nghiên cứu người Canada làm phát ra dòng điện trực tiếp bằng cách bơm nước vòi qua vô số rãnh nhỏ li ti trên một cái đĩa thủy tinh.