10 đột phá của khoa học thế giới năm 2012

Dẫn đầu trong số 10 đột phá của khoa học thế giới năm nay chính là việc khám phá ra "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 Higgs bozon – “Hạt của Chúa”


Khám phá ra “hạt của Chúa” là sự kiện trọng đại của khoa học thế giới

Ngày 4/7, các nhà khoa học tại Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN), tại Geneva thông báo họ đã tìm thấy một hạt có tên Higgs bozon. 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. 

Lý thuyết này từng được đưa ra hơn 40 năm trước, giải thích cách các phần tử tương tác với nhau thông qua các lực điện từ, các lực hạt nhân yếu và lực hạt nhân mạnh để tạo thành vật chất trong vũ trụ.

2. 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. 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. 


Scheuermann điều khiển robot đưa thanh socola vào miệng


Chỉ sau 2 tuần được cấy ghép và trong ngày luyện tập thứ hai, bệnh nhân tham gia thử nghiệm Jan Scheuermann, một người liệt tứ chi, có thể di chuyển cánh tay robot dễ dàng bằng ý nghĩ. Và sau 13 tuần luyện tập Scheuermann có thể điều khiển robot lấy các đồ vật  với nhiều hình dạng, kích cỡ  khác nhau rất thuần thục.

3. Công cụ giúp can thiệp vào gen

 

Trong năm qua, các nhà nghiên cứu đã tạo ra được một loại protein có thể sử dụng để thay đổi các gen của một tế bào đang đang di chuyển. Được biết đến với cái tên TALENs, 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 TALEN 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.

4. 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. 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. 

5. 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 Majorana Fermion, một hạt duy nhất là phản hạt của chính mình thực sự có tồn tại. 

Các nhà khoa học cho rằng “những mẩu lượng tử” được tạo thành từ những hạt bí ẩn này có thể giúp tạo ra đột phá trong việc tăng khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu ở máy tính.

6. Giải mã bộ gen của người cổ xưa Denisovian

 

Trong quá trình giải mã bộ gen của người Nêanđectan, các nhà nghiên cứu cũng đã giải mã bộ gen của một nhóm người cổ, có tên Denisovian, sống cách đây 41.000 năm tại Siberia. Họ đã tách ADN từ một mảnh xương ngón tay từng thuộc về một phụ nữ có mắt nâu, tóc nâu và da nâu sống tại Siberia khoảng từ 74.000 năm – 82.000 năm trước.

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.

7. 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, muon và tau.   

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 lí giải vì sao vũ trụ gồm nhiều vật chất hơn phản vật chất.  

8. 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 và và có vài 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 một tia X laze sáng gấp 1 tỷ lần tia X thông thường, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cấu trúc chi tiết về lớp màng protein có vai trò quan trọng trọng sự truyền nhiễm sinh vật ký sinh gây ra bệnh này. 

9. Lần đầu tạo ra trứng từ tế bào gốc của chuột

 

Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã cho thấy các tế bào gốc phôi thai lấy từ chuột có thể được dùng để tạo thành các tế bào trứng sống, mà khi thụ tinh sẽ phát triển thành trẻ sơ sinh khỏe mạnh. Trong thí nghiệm, những con chuột con đã được sinh ra từ những trứng do các nhà khoa học tạo ra. Mặc dù chưa được thí nghiệm trên người nhưng một ngày nào đó khám phá này được tin rằng sẽ giúp điều trị bệnh vô sinh.

10. Tàu thăm dò sao Hỏa “Tò mò” hạ cánh an toàn

 

Một hệ thống hạ cánh đặc biệt dạng “cần cẩu trên không” đã giúp tàu thăm dò sao Hỏa có tên Tò mò hạ cánh xuống “hành tinh đỏ” hôm 5/8. Sự phức tạp trong việc điều khiển thiết bị tiếp đất từng được các kỹ sư của NASA mệnh danh là “7 phút khủng bố” bởi đó cũng là thời gian để đưa Tò mò từ bầu khí quyển sao Hỏa xuống tới mặt đất của hành tinh này. 

Nhóm điều khiển đã từng mất hòan toàn tín hiệu với thiết bị nặng 1 tấn này trong suốt khoảng thời gian trên. Dù vậy Tò mò đã tiếp đất thành công với 100% thiết bị hoạt động tốt và đang “sống khỏe” sau 5 tháng đáp xuống đây, gửi về nhiều hình ảnh và dữ liệu quý giá trong một nhiệm vụ kéo dài 2 năm.