Bí ẩn thí nghiệm chậm nhất thế giới: Gần 100 năm chỉ rơi 9 giọt nhưng làm thay đổi cách nhân loại hiểu về vật chất

Trong thế giới khoa học, một số thí nghiệm chỉ diễn ra chớp nhoáng trong vài phút ngắn ngủi, trong khi số khác lại tiêu tốn hàng năm trời để mang về kết quả. Thế nhưng, tại quốc gia Australia, có một dự án nghiên cứu đã bền bỉ hoạt động suốt gần một thế kỷ và vẫn chưa có dấu hiệu dừng lại.

Được biết đến với tên gọi thí nghiệm giọt hắc ín, công trình được đặt tại đại học Queensland này hiện đang nắm giữ danh hiệu vô tiền khoáng hậu là thí nghiệm trong phòng thí nghiệm có thời gian chạy dài nhất trên toàn thế giới.

Cột mốc lịch sử của dự án bắt đầu vào năm 1927, dưới bàn tay kiến tạo của nhà vật lý Thomas Parnell. Mục tiêu ban đầu của ông nghe có vẻ phi lý và thách thức mọi thường thức: chứng minh rằng một vật liệu có vẻ ngoài rắn chắc hoàn toàn có thể hành xử y hệt một chất lỏng.

Tâm điểm của toàn bộ hệ thống này là hắc ín - một hợp chất đặc sệt, đen ngòm như nhựa đường, từng được giới đi biển sử dụng rộng rãi như một vật liệu chống thấm cho tàu thuyền.

Ở điều kiện nhiệt độ phòng thông thường, hắc ín đánh lừa thị giác và xúc giác của con người bằng một vẻ ngoài cứng cáp. Nếu bạn dùng một chiếc búa nện mạnh vào nó, khối vật chất này có thể vỡ vụn ra thành từng mảnh sắc nhọn giống hệt như thủy tinh.

Tuy nhiên, dưới lăng kính khoa học khắt khe, hắc ín không hề được phân loại là chất rắn thực thụ. Bản chất cốt lõi của nó là một chất lỏng có độ nhớt cực kỳ cao, đồng nghĩa với việc nó hoàn toàn có khả năng tuôn chảy - chỉ là quá trình này diễn ra với một tốc độ chậm chạp đến mức vô hình trước mắt người.

Để phơi bày sự thật vật lý này, Thomas Parnell đã tiến hành nung nóng một lượng hắc ín và rót cẩn thận vào một chiếc phễu bằng thủy tinh. Phải mất tới vài năm ròng rã, hỗn hợp này mới hoàn toàn lắng đọng và ổn định cấu trúc.

Vào năm 1930, phần cuống của chiếc phễu chính thức bị cắt bỏ, mở ra con đường cho khối hắc ín bắt đầu một chuyến hành trình trôi tuột về phía dưới bề mặt trái đất. Kể từ thời khắc đó, toàn bộ tiến trình của thí nghiệm chỉ gói gọn trong một hành động duy nhất: mòn mỏi chờ đợi những giọt hắc ín rơi từ miệng phễu xuống chiếc cốc mỏ được đặt ngay bên dưới.

Chính yếu tố thời gian đã nâng tầm dự án này lên mức huyền thoại. Tính từ khi bắt đầu cho đến nay, mới chỉ có vỏn vẹn chín giọt vật chất chạm tới đáy cốc. Lần gần đây nhất là giọt thứ chín, đã tách rời thành công vào tháng 4 năm 2014, ngay trong lúc các chuyên gia đang thực hiện thao tác thay thế chiếc cốc chứa.

Hiện tại, giọt thứ mười vẫn đang trong quá trình thành hình dai dẳng. Chìa khóa giải mã cho sự chậm chạp tột độ này nằm ở khái niệm độ nhớt - đại lượng đo lường khả năng kháng lại sự dịch chuyển của một chất lưu. Nếu như nước có độ nhớt thấp và chảy đi nhanh chóng, mật ong có độ nhớt cao hơn và chảy chậm rãi, thì hắc ín lại ngự trị ở một đẳng cấp hoàn toàn khác biệt.

Đại học Queensland khẳng định hắc ín là chất lỏng đặc nhất mà nhân loại từng biết đến. Tổ chức kỷ lục thế giới Guinness cũng chính thức ghi nhận qua thí nghiệm này, độ nhớt của hắc ín cao hơn nước xấp xỉ 100 tỷ lần.

Đây cũng là nguyên nhân khiến thí nghiệm giọt hắc ín trở thành một giáo cụ trực quan mang giá trị sư phạm vô giá. Nó trực tiếp thách thức và phá vỡ những quan niệm rập khuôn của đời sống thường nhật về ranh giới giữa chất rắn và chất lỏng.

Con người thường có xu hướng định nghĩa vật chất dựa trên những biến đổi thị giác trong một khoảng thời gian ngắn hạn. Nếu một vật thể không xê dịch trước mắt, ta mặc nhiên gán cho nó mác chất rắn. Nhưng giới tự nhiên lại vận hành trên những thang đo thời gian vượt xa giới hạn kiên nhẫn của một đời người. Một ngọn núi hùng vĩ tưởng chừng bất diệt vẫn có thể bị xói mòn theo năm tháng, và thủy tinh cứng nhắc vẫn ẩn chứa những tính chất biến thiên dưới các điều kiện môi trường khác biệt.

Sự tồn tại của hắc ín là minh chứng hùng hồn cho việc một chất có thể đóng vai trò như chất rắn trong sinh hoạt hàng ngày, nhưng lại âm thầm tuôn chảy xuyên qua các thập kỷ.

Một điểm thú vị khác làm nên sức hút của dự án chính là lịch sử trớ trêu của những lần lỡ hẹn. Trong suốt nhiều thập kỷ ròng rã, chưa từng có một cá nhân nào thực sự tận mắt chứng kiến khoảnh khắc giọt hắc ín đứt lìa. Chúng thường xuyên rơi vào những thời điểm chớ trêu nhất, hoặc hệ thống máy ảnh ghi hình gặp trục trặc kỹ thuật.

Điển hình như giọt thứ tám rơi vào năm 2000 hay giọt thứ chín vào năm 2014, tất cả đều vuột khỏi tầm mắt quan sát trực tiếp. Tuy nhiên, ở thời đại ngày nay, toàn bộ hệ thống đã được truyền hình trực tiếp trên nền tảng trực tuyến, biến một trong những hiện tượng khoa học chậm chạp nhất hành tinh trở thành một trò chơi thử thách sự kiên nhẫn của khán giả toàn cầu.

Sức hấp dẫn cốt lõi của dự án không nằm ở sự tinh vi của máy móc hay công nghệ hiện đại. Mọi thứ được phơi bày chỉ là sự kết hợp cực kỳ tối giản: hắc ín, một chiếc phễu, một chiếc cốc mỏ - và thời gian. Nhưng chính sự mộc mạc ấy lại là sức mạnh tối thượng.

Thí nghiệm đã hiện thực hóa một ý niệm vô hình, biến một khái niệm độ nhớt khô khan trong sách giáo khoa thành một hình ảnh đầy sức nặng: một giọt vật chất đánh đổi cả thanh xuân để buông mình. Nó không theo đuổi tốc độ, sự hào nhoáng hay những kết quả ăn xổi tức thì.

Gần một trăm năm qua, thí nghiệm vẫn sừng sững ở đó như một lời răn dạy sâu sắc: thiên nhiên không có nghĩa vụ phải vận hành theo guồng quay vội vã của nhân loại, và có những chân lý chỉ chịu phơi bày trước những ánh mắt đủ kiên tâm để dõi theo. Và ở một góc nào đó bên trong chiếc phễu thủy tinh kia, giọt thứ mười vẫn đang chậm rãi nối tiếp hành trình vĩ đại của riêng mình.

Tham khảo: IE

Đức Khương