Trái bóng Lampard và hiện tượng khúc xạ chiết suất âm

PhDvn Reporter · #1 (**permalink**) 07-11-2010

[Only registered and activated users can see links. ]

[Only registered and activated users can see links. ]
July 1, 2010
Trận Anh và Đức tại vòng 1/16 của World Cup 2010 chắc còn để lại nhiều dư âm với khán giả và người hâm mộ bóng đá trên toàn thế giới. Khi 40 000 cổ động viên trên sân và hàng trăm triệu khán giá truyền hình được tivi quay lại trái bóng dội xà ngang, đi vào bên trong khung thành, dội gược lại xà ngang và sau cùng được thủ thành của đội tuyển Đức chế ngự, thì bàn thắng vấn không được trọng tài biên và trọng tài chính công nhận. Có người cho rằng, hai ông trọng tài này rất giỏi toán, cụ thể là lý thuyết đối xứng gương ( Mirror symmetry [1] ). Song có người còn nhận định rằng, ông trọng tài biên đã không chỉ giỏi toán mà còn rất siêu vật lý, bởi vì chỉ có những kiến thức cập nhật và cơ bản của Hiện tượng khúc xạ với chiết suất âm, thì ông trọng tài mới quả quyết không công nhận trái bóng của Frank Lampard.

Chúng ta hãy cùng…tua lại tình huống tấn công của đội tuyển Anh, khi đang bị Đức dẫn trước 2-0.

[Only registered and activated users can see links. ]
H.1: Cú sút của trung vệ Frank Lampard [2]
[Only registered and activated users can see links. ]
H.2: Vượt qua hàng hậu vệ [2]
[Only registered and activated users can see links. ]
H.3: Phản ứng của thủ thành Manuel Neuer.[2]

[Only registered and activated users can see links. ]
H.4: Trái bóng dội vào mép dưới xa ngang, [2]

[Only registered and activated users can see links. ]
H.5: Đi vào sau vạch của khung thành đội tuyển Đức. [2]

[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]
[Only registered and activated users can see links. ]
H.6: Đập ngược lại xà ngang trước khi bị thủ môn Manuel Neuer khống chế. [2]

[Only registered and activated users can see links. ]
H.7: Niềm vui ngắn ngủi của đội tuyển Anh [2]

[Only registered and activated users can see links. ]
H.8:. Phản ứng của các cầu thủ Anh khi trọng tài biên và trọng tài chính không công nhận bóng đã đi vào bên trong khung thành. [2]

[Only registered and activated users can see links. ]

H.9: Trọng tài là…cha là mẹ, giờ chỉ biết ôm đầu tiếc nuối. [2]

Nếu dựa trên những kiến thức của khúc xạ ánh sáng – là hiện tượng ánh sáng bị gãy khúc khi đi quan mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt có tính chất quang học khác nhau, ví dụ từ không khí vào trong một khối thủy tinh, thì tia sáng sẽ bị lệch về phía pháp tuyến ( Hình H.10 )
Nhưng vào năm 1968, nhà vật lý người Nga Victor Veselago đã chỉ ra rằng nếu cả độ từ thẩm và hằng số điện môi của vật liệu đều mang giá trị âm thì hiện tượng khúc xạ sẽ thay đổi, lúc này sẽ xuất hiện hiệu ứng “chiết suất âm” (negative refractive index), ở đó, tia khúc xạ sẽ không đi giống như tia khúc xạ trong hiện tượng khúc xạ thường, mà bị lệch về phía khác của pháp tuyến .

[Only registered and activated users can see links. ]H.10: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng với chiết suất dương ( trái ) và chiết suất âm ( phải). [3]

Như vậy, có thể lý giải, trước trận đấu giữa hai đội Anh và Đức, tổ trọng tài đã uống nhầm cốc nước có…chiết suất âm. Và điều gì đến đã đến,

[Only registered and activated users can see links. ]

H.11:.Ống mút và hình ảnh khúc xạ của nó trong hai môi trường chiết suất dương và âm. [from: Nature 455, 299 (2008), with kind permission].* [4]

Hình vẽ H.11 có thể lý giải vì sao tổ trọng tài quả quyết trái bóng của Frank Lampard đi ra bên ngoài vạch khung thành ( hình bên phải), chứ không phải bên trong vạch khung thành ( hình bên trái) mà 40 000 cùng hàng trăm triệu cổ động viên đã ” tận mắt chứng kiến trên tivi quay chậm”.
Đề tài chiết suất âm đang rất nóng hổi, bằng chứng là có những nhà vật lý làm trong lĩnh vực này đã lọt vào danh sách ứng cử viên của giải Nobel trong những năm gần đây. Ở một góc nhìn khác, có thể quả quyết rằng tổ trọng tài không chỉ am hiểu toán học [1] mà còn rất cập nhật thông tin vật lý và ứng dụng kiến thức này vào trong thể thao, [Only registered and activated users can see links. ]
Nguồn tham khảo:
[1]: Vũ Hà Văn’s blog : Trọng tài học nhiều toán, [Only registered and activated users can see links. ] , accessed on June 29, 2010.
[2]: EPLTALK, [Only registered and activated users can see links. ], accessed on June 29th,2010.
[3]: Vạn Lý Độc Hành, Chiết suất âm trong các vật liệu sắt từ kim loại tự nhiên ở dải tần số cao, [Only registered and activated users can see links. ] accessed on June 29th, 2010.
[4]: Negative Refractive Index Materials, [Only registered and activated users can see links. ], accessed on June 29th, 2010.
*: Một lọat các bài báo và kết quả liên quan đến hiện tượng khúc xạ với chiết suất âm:
1. Valentine, V., et al., Nature 455, yyy – zzz (2008).
2. Pendry, J. B., Shurig, D. & Smith, D. R., Science 312, 1780 – 1782 (2006).
3. Veselago, V. G., Sov. Phys. Usp. 10, 509 – 514 (1968).
4. Pendry, J. B., Phys. Rev. Lett. 85, 3966 – 3969 (2000).
5. Shalaev, V. M. Nature Photonics 1, 41 – 48 (2007).
6. Abbott, E. A., Flatland (Oxford University Press, 2008).
7. Hoffman, A. J., et al. Nature Mater. 6, 946 – 950 (2007)
8. Yao, J., et al., Science 321, 930 (2008).
9. Born, M. & Wolf, E., Principles of Optics (Cambridge University Press, 1999).
10. Wegener, M., Dolling, G. & Linden, S., Nature Mater. 6, 475 – 476 (2007).
11. Cubukcu, E., et al., Nature 423, 604 – 605 (2003).
12. Tsakmakidis, K. T., Boardman, A. D., & Hess, O., Nature 450, 397 – 401 (2007).

____________________________________________
Bình luận: tôi mãi mới hiểu được đối xứng gương có ý nghĩa gì trong bóng đá.

**GrassFairy** · #2 (**permalink**) 07-15-2010

Phản đối phản đối. Trọng tài mà biết có chiết suất âm thì đã biết nghi ngờ chính mắt mình, hehe