Năm 2012 được xem là một trong những năm có nhiều sự kiện khoa học tiêu biểu trên thế giới. Dẫn đầu trong số 10 sự kiện của khoa học thế giới năm nay chính là việc khám phá ra hạt cơ bản boson Higgs - “hạt của Chúa”. Ngoài ra còn có nhiều phát kiến quan trọng khác hứa hẹn mở ra nhiều bước tiến lớn trong tương lai.
1. Hạt hạ nguyên tử boson Higgs - “hạt của Chúa”
Việc phát hiện một hạt hạ nguyên tử mới tương thích với hạt cơ bản Higgs được xem là một bước tiến mới của các nhà khoa học Mỹ trong khám phá tự nhiên bởi nó là một mắt xích còn thiếu trong học thuyết về các hạt cơ bản.
Hạt đi kèm với trường Higgs được gọi là hạt Higgs, hay boson Higgs, đặt theo tên của nhà vật lý Peter Higgs. Đây là một loại hạt có kích thước nhỏ hơn nguyên tử (hạ nguyên tử). Khám phá có tính bước ngoặt bởi nó là bằng chứng cho thấy có sự tồn tại của một trường vô hình khiến các vật chất có khối lượng.
Hạt Higgs còn được gọi là “hạt của Chúa” vì tầm quan trọng của nó trong vụ nổ Big Bang cách đây 13,7 tỉ năm. Các nhà khoa học tin rằng nếu không có các hạt Higgs, không chỉ loài người mà tất cả các nguyên tử trong vũ trụ đều sẽ không tồn tại.
2. Giải mã bộ gen của người cổ xưa Denisovian
Các nhà khoa học Đức đã sử dụng một kỹ thuật mới để sắp xếp hoàn chỉnh bộ gen của một nhóm người bí ẩn được gọi là Denisovans, sống cách đây 41.000 năm tại Siberia, dựa trên một mẫu nhỏ lấy từ xương ngón tay của một hóa thạch người cổ đại sống cách đây khoảng từ 74.000 năm – 82.000 năm trước trong một hang động ở vùng Siberia.
Cho đến nay, những gì người ta biết về người Denisovans không gì khác ngoài việc họ sống cùng thời với người Neanderthals, một “họ hàng” của loài người hiện đại.
Bằng việc so sánh các bộ gen di truyền của những người cổ đại với con người ngày nay cũng như những họ hàng thời tiền sử của con người, các nhà nghiên cứu đã biết rõ hơn về đời sống, hành vi và sự tiến hóa của các loài cổ đại. Các ADN còn cho thấy, con người có thể đã có giao phối với cả hai chủng người xưa này bởi đến nay ADN của chúng vẫn còn được tìm thấy trong bộ gen của một số người hiện đại
3. Dùng ý nghĩ điều khiến cánh tay robot
Ngày 17/12, các nhà khoa học tại đại học Pittsburgh, bang Pennsylvania, Mỹ công bố đã chế tạo thành công cánh tay robot điều khiển bằng trí não hiện đại nhất từ trước đến nay, đem đến nhiều hứa hẹn đối với các bệnh nhân bị liệt do đột quỵ và chấn thương cột sống. Thông qua một cảm biến được cấy vào vỏ não bệnh nhân, các nhà khoa học đã biến tín hiệu của não thành tín hiệu điều khiển máy tính truyền tới cánh tay robot có tên Hector. Theo cơ chế xử lý giống não người này, những người bị liệt dùng suy nghĩ để cử động cánh tay giả làm bằng kim loại và thực hiện các cử động theo ba chiều.
4. Lần đầu tạo ra trứng từ tế bào gốc của chuột
Các nhà khoa học Nhật Bản đã tạo ra tế bào trứng có thể tồn tại và phát triển bằng cách sử dụng tế bào phôi của chuột trưởng thành. Bước đột phá này mở ra hy vọng cho những phụ nữ vô sinh do không có khả năng rụng trứng tự nhiên, bằng cách thụ trứng trong ống nghiệm từ chính tế bào của họ và sau đó cấy vào cơ thể của họ.
5. Tàu thăm dò sao hỏa “Tò mò” hạ cánh an toàn
Sau một hành trình dài 570 triệu km và khoảng thời gian 8 tháng, ngày 6/8, tàu thăm dò sao hỏa hiện đại nhất và lớn nhất từ trước đến nay mang tên Curiosity đã hạ cánh thành công xuống bề mặt sao hỏa, bắt đầu sứ mệnh tìm dấu hiệu của sự sống trên Hành tinh Đỏ.
Được phóng lên vũ trụ ngày 26/11/2011 từ Trung tâm vũ trụ Kennedy ở bang Florida, Mỹ, tàu Curiosity đã vượt qua giai đoạn mà các nhà khoa học của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) gọi là “7 phút kinh hoàng”, trong đó Curiosity bay xuyên qua bầu khí quyển sao hỏa có nhiệt độ lên tới 870 độ C với vận tốc đạt 20.000km. Sứ mệnh của tàu Curiosity dự kiến kéo dài hai năm.
6. Khám phá về sự lây truyền bệnh buồn ngủ châu Phi
Mọi tế bào trên cơ thể con người đều có lớp màng protein bao phủ bên ngoài vỏ. Những màng này gửi đi những tín hiệu và chuyển thông tin giữa bên trong và bên ngoài tế bào. Các protein này giữ vài trò quan trọng trong hầu hết mọi hoạt động của tế bào và có vai trò thiết yếu trong việc lây truyền bệnh cũng như các loại thuốc chữa bệnh. Do đó việc tìm hiểu cấu trúc của các màng protein đó có ý nghĩa quan trọng với việc bào chế thuốc. Mỗi năm có khoảng 30.000 người chết vì bệnh buồn ngủ châu Phi, một chứng bệnh gây ra do sự lây truyền của các sinh vật ký sinh. Bằng việc sử dụng kỹ thuật lazer chiếu tia X sáng gấp một tỉ lần so với các nguồn tia X thông thường cho phép các nhà khoa học xác định cấu trúc của một loại protein liên quan đến sự lây lan dịch bệnh ngủ triền miên đe dọa mạng sống của nhiều người ở châu Phi.
7. Công cụ giúp can thiệp vào gen
Trong năm qua, các nhà nghiên cứu đã tạo ra được một loại protein (được biết đến với cái tên TALENs) có thể sử dụng để thay đổi các gen của một tế bào đang di chuyển. Protein này cho phép các nhà nghiên cứu có thể thay đổi hoặc vô hiệu hóa những gen nhất định ở vật nuôi và các loài động vật khác, thậm chí là các tế bào từ người bệnh.
Các TALENs này có thể được hiệu chỉnh để tìm kiếm và điều chỉnh bất kỳ chuỗi ADN nào. Protein này cũng có thể được dùng để cắt bỏ những gen xấu và thay thế nó, hoặc dùng trong nghiên cứu để tìm hiểu các ADN hoạt động ra sao trên các cá thể khỏe mạnh hoặc nhiễm bệnh.
Công nghệ này có thể có hiệu quả và thậm chí còn rẻ hơn so với các kỹ thuật tác động gen hiện nay, có thể cho phép các nhà nghiên cứu tập trung vào những vai trò cụ thể đối với gen và những đột biến gen ở người khỏe mạnh hoặc người bị bệnh.
8. Tìm ra hạt Majorana fermion huyền thoại
Theo lý thuyết, mỗi hạt đều có một phản hạt, là một hạt có cùng khối lượng nhưng trái dấu điện tích hoặc lực từ. Dù vậy, một nhóm các nhà vật lý Hà Lan mới đây đã đưa ra bằng chứng đầu tiên cho thấy sự tồn tại của hạt Majorana fermion, một hạt duy nhất là phản hạt của chính mình thực sự có tồn tại.
Khác với tất cả các hạt fermion khác, Majorana lại hoạt động giống y như phản hạt của chính nó và các hạt Majorana có thể triệt tiêu nhau khi tiếp xúc với phản hạt. Các nhà khoa học cho rằng hạt Majorana fermion sẽ mang lại một ứng dụng trong thực tế, đó là cách thức lưu trữ, xử lý thông tin đơn giản và hiệu quả hơn so với các đơn vị thông tin lượng tử “bit” trong điện toán lượng tử.
9. Dự án ENCODE
Những kết quả của dự án sinh học khổng lồ có tên ENCODE đã được công bố hồi tháng 9 sau 10 năm nỗ lực nghiên cứu của 400 nhà khoa học. Dự án mã hóa (ENCODE Project) cho thấy 80% bộ gien người hoạt động tích cực, giúp các gien “bật” hoặc “tắt”. Thông tin mới này có thể giúp các nhà khoa học hiểu được những yếu tố rủi ro về di truyền đối với bệnh dịch.
Các dữ liệu từ dự án vẫn đang được phân tích nhưng nó sẽ giúp con người hiểu rõ hơn về bộ di truyền của mình, không chỉ dựa trên các chuỗi ký tự trên mã ADN mà còn cả cách các ADN tương tác với các protein và các sợi ADN và ARN khác.
10. Quan sát sự biến đổi của hạt neutrino
Một số các phản ứng hạt nhân, bao gồm các phản ứng bên trong mặt trời, thường tạo ra các neutrino, có kích thước nhỏ hơn nguyên tử. Các neutrino và phản neutrino tương ứng thường xuất hiện ở 3 dạng là: electron neutrino (νe), muon neutrino (νμ), và tau neutrino (νt).
Các đo đạc từ phòng thí nghiệm Daya Bay Neutrino Experiment tại Trung Quốc cho thấy cách các electron phản neutrino biến đổi thành các dạng khác khi chúng di chuyển ở tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Kết quả này giúp lý giải vì sao vũ trụ gồm nhiều vật chất hơn phản vật chất, đồng thời giải thích nguyên nhân tại sao khi đi từ mặt trời tới trái đất số lượng neutrino lại ít hơn so với số lượng các hạt theo mô hình chuẩn.
M.HÙNG (tổng hợp từ Vietnam+, Dantri)
