Rhea – Mặt trăng của sao Thổ có oxy và carbon dioxide trong khí quyển Một nghiên cứu mới được công bố tuần này cho biết người ta đã phát hiện ra mặt trăng Rhea của sao Thổ có oxy và carbon dioxide trong khí quyển. Tuy nhiên, nghiên cứucho rằng bầu khí quyển rất mỏngvà loãng. Còn có những nơi kháctrongHệ mặt trời, bên ngoài Trái Đất, giống như mặttrăng Ganymede và Europacủa sao Mộccó bầu khí quyểngiàuôxy. Kínhviễn vọng khônggian Cassinicủa NASAđã phát hiệnra bầu khí quyển của Rhea trongmột nhiệm vụ baythăm dò. Theo bài báo này, được đăng trực tuyến trên websitecủa Science Express, nhiều hành tinh hoặc vệ tinh lớn và lạnh lẽo khác rất có thể cóbầu khíquyển giàu ôxy. “Chúng tôi đã nhìn thấyđiều này xảy ratại Sao Mộc, và bây giờ chúngtôi đã xác nhậnnó trên một mặt trăng của Sao Thổ”, tácgiả BenTeolis,thuộc Viện Nghiêncứu Tây Nam, nói với Space.com.“Thực tế là rất thú vị khi các phát hiện bầu khí quyểnngày cànglan rộng”. Theo BBC, cáccông cụ mà Cassinisử dụngđể pháthiện khí quyển đã cho thấyđộ loãng củaoxy vàcarbon dioxidetrong khí quyển là kết quả của các hạt cao năng lượngva vào bề mặt của Rhea, gây ra sự phát xạ của các nguyên tử, phân tử và các ion. “Chúng đập vào Rheavà phá vỡ các phân tử nướctrên bề mặt”, ôngTeolis nói vớiBBC, “Các nguyên tử nàysau đó tự sắp xếp lại để tạora phân tử Oxy,và bị bắn ra khỏi bề mặt bởi các hạt tác động thêm vàonữa.” Mô phỏng lại bầu khí quyển Oxycủa Rhea và dòng iontảnra dựa trên phát hiện củaCassinitrongchuyến bayngày 26 tháng11 năm2005. (Science/AAAS) Tuy nhiên, Oxy không ở trong khí quyển quálâu, chúng phát tán vào không gian. Làm thế nào để dioxidecarbon được tạo thành trên mặt trăng nàyvẫn chưa rõ ràng,nhưngcác nhàkhoahọccho rằngnó đượcsảnsinh theo quy trìnhtương tự như oxy. Lượng khí carbon dioxidecóthể đến từ tinh thể nước khô bị mắc kẹt trên Rhea. Rhea có đường kínhkhoảng 950 dặm, làmột trong những mặt trăng duy nhất trong hệ mặt trời đủ lớn để giữ được một bầu khí quyển xungquanh. Biến thông tin thành năng lượng Các định luật vật lý cho biết năng lượng có thể chuyển từ dạng này sang dạng khác, nhưng không được sinh ra từ thứ gì khác. Bạn sẽ luôn thu được một hệ có năng lượng ít hơn lượng năng lượng mà bạn đã mang vào hệ. Tuy nhiên, một thí nghiệm ở thang nano lấy cảm hứng từ một nghịch lý đã có từ thế kỷ 19, dường như phá vỡ quy tắc này. Nó cho biết, bạn có thể tạo ra năng lượng từ thông tin! Masaki Sano, mộtnhà vật lý làm việc tại đại học Tokyo và các đồng sự đã chứng minhmột hạt có thể "leo trên một thang xoắn" mà không cần năng lượng thêm vào để "đẩy" chúng. Thayvào đó, mỗi nấcthang sẽ được thực hiện dựa trênthôngtin về vị trí củahạt tại thời điểm đó. Như vậy, theophátbiểu của Sano,"thông tin đã đượcchuyển hóa thànhnăng lượng". Ý tưởng tạo ra năng lượng từ thông tin được nhà vật lý Scotland James ClerkMaxwellđề xuất trong thí nghiệm tưởng tượng vi phạm Nguyên lý hai Nhiệt độnglực học. Giả sử có mộtcănphòngđược ngăn đôi bằng một cánh cửa cách nhiệt. Một con quỷ sẽ làm nhiệm vụ gác cửa, chỉ chophép cáchạt chuyển động nhanhhơn dichuyển quacửa theo hướng từ ngăn trái sangngăn phải, trong khi các hạtchuyển động chậm hơn dichuyển theo chiều ngược lại. Kết quả là, ngăn bên phải sẽ ấmhơn docác hạtcó vận tốccao hơn trung bình chung và ngăn bên tráisẽ trở nên lạnh hơn. Như vậy, con quỷ đã tạora một sự chênh lệch nhiệtđộ giữahai ngănmà khôngcần bất cứ một nguồn năng lượng nào khác bổ sung vào hệ, mà chỉ bằngthông tin về tốc độ của chúng. Điều này dường như vi phạm nguyên lý hainhiệt động lực,chobiết độ trậttự của mộthệ thống luôn giảm đi, hayentropycủa hệ luôn tăng. Khi quả bóng di chuyển lên bậc thang cao hơn, con quỷ Mawxell sẽ ngăn không cho quả bóng quay trở lại. Nguồn: Mabuchi Design Office/Yuki Akimoto Nghịch lý được kiểm chứng Để đưa ý tưởngnày vào thí nghiệm thực tiễn, Sano và các đồngsự đã đặt một giọt polystyrene cỡ nanohìnhthon dài vào mộtdungdịch dùnglàm môi trường của thí nghiệm. Giọt này có thể quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiềukim đồng hồ. Khi đó, nhóm thínghiệm đặt một điện thế thay đổi vào hệ nhằmlàm cảntrở chuyển động quaycủagiọt theochiềungược chiều quaykim đồnghồ. Tác dụng này tạo ra một"cầu thang xoắn", khiến giọt khókhăn hơntrong việc "leo lên bậc cao hơn"theo hướngngượcchiều kim đồnghồ, trongkhi nó dễ dàng "hạ xuốngbậc thangthấp hơn" theo hướngquaycủa kim đồnghồ. Nhờ vào tác dụng của nguồn điện,giọt cóxu hướngquay theochiều kim đồnghồ. Tuy nhiên, tác độngngẫu nhiên của môi trườngxung quanhkhiến cho đôi lúc,giọt quay theo chiềungược lại. Khi đó, con quỷ của Mawxellphát huy "sức mạnh". Khi giọt ngẫu nhiên quaytheo chiều ngược kim đồng hồ, nhóm thí nghiệm nhanhchóng điều chỉnhnguồnđiện, tươngđươngvớitác độngcủa con quỷ vào cánh cửa như trong thí nghiệm tưởng tượngmỗi khicó hạt đủ "tiêu chuẩn" đi qua, cản trở giọt quaylại trạngthái quay cùngchiềukim đồng hồ thường gặp. Như vậy, giọtnày đã "leo thang" mà khôngcầntác động trực tiếp nào. Thựctế, thí nghiệm nàykhôngvi phạm nguyên lý hainhiệtđộng,vì xét toàn cục, nănglượngphải bị tiêu tốnbởi thí nghiệm trong việcchụp hình các trạngthái của giọthay đảo cực nguồn điện. Nhưng nócũng chỉ rarằng,thôngtin cóthể được dùnglàm môi trường trungchuyển năng lượng.Giọt này được dùngnhư một rô-to mini, với hiệuquả biến đổi thôngtin thànhnăng lượngvào khoảng28%. "Đây làmột minhchứng tuyệt vời, cho thấy thôngtin mangthuộctínhnhiệt độnglực (thermodynamiccontent)," theophát biểu của Christopher Jarzynski,nhà hóa học thống kê ở đại họcMaryland. Năm1997,Jarzynski đã xây dựng một phươngtrìnhxác định lượngnăng lượngđược tạo thành từ một đơn vị thông tin và đã được kiểm chứngthông qua thí nghiệmnày của Sano vàcácđồng sự. "Điều này manglại mộtcái nhìn mới mẻ về cách mà các địng luật nhiệt độnglực hành xử ở thang vimô,"Jarzynskinhấn mạnh. VlatkoVedral,một nhà vật lýlượng tử ở đạihọc Oxford, Anhquốc, cho biết, kỉ thuật này cóthể sử dụng để điều khiểncác mo-tơ nano vàcáccơ cấu nhân tạo cỡ phân tử. "Tôi sẽ rất phấn khích nếu thấy được thứ gì đó giốngnhư vậy đã tồn tại trong tự nhiên,"Vedral thêm vào. "Sau cùng, bạncó thể nói rằng, tấtcả cáccơ thể sống đềulà cáccon quỷ Maxwell,đangcố gắngchống lại tính trật tự để quay trở lại với xuhướng ngẫu nhiên (mất trật tự hơn)." . Rhea – Mặt trăng của sao Thổ có oxy và carbon dioxide trong khí quyển Một nghiên cứu mới được công bố tuần này cho biết người ta đã phát hiện ra mặt trăng Rhea của sao Thổ có oxy và carbon dioxide. carbon dioxide trong khí quyển. Tuy nhiên, nghiên cứucho rằng bầu khí quyển rất mỏngvà loãng. Còn có những nơi kháctrongHệ mặt trời, bên ngoài Trái Đất, giống như mặttrăng Ganymede và Europacủa sao Mộccó. hiện bầu khí quyểnngày cànglan rộng”. Theo BBC, cáccông cụ mà Cassinisử dụngđể pháthiện khí quyển đã cho thấyđộ loãng củaoxy v carbon dioxidetrong khí quyển là kết quả của các hạt cao năng lượngva vào