PHOTON - HÀNH TRÌNH VƯỢT NGỤC.



tháng 11 11, 2017
Chắc các bạn cũng đã được học và biết tới hạt photon đúng không? Đặc tính của photon và cách mà chúng sinh ra là những điều mà khoa học đã khám phá, nhưng tác giá xin phép lấy lại những kiến thức đó để phổ biến tới quý vị bạn đọc bằng những mẫu truyện ngộ nghĩnh, hóm hỉnh có sự tham gia của các phương thức nghệ thuật văn học như nhân hóa. Chúc các bạn đọc truyện vui vẻ!



Hầu hết ánh sáng trong tự nhiên mà chúng ta tiếp xúc đều đến từ lõi Mặt Trời



-Xin chào các bạn photon trên Trái Đất, các bạn từ đâu đến?
-Chúng tôi sinh ra từ lõi Mặt Trời, là một nơi kinh khủng, dữ dội và không thân thiện chút nào. Chúng tôi mất hàng ngàn năm mới thoát được khỏi chốn địa ngục đó.
-Chà! Có vẻ hấp dẫn ghê, các bạn có thể kể cho mọi người nghe về những điều các bạn đã trải qua không? Tại sao bán kính Mặt Trời chỉ 695.500 km, quá ngắn so với tốc độ của các bạn, nhưng các bạn lại mất tới hàng ngàn năm để thoát khỏi đó?
-Đây là một câu chuyện dài. Ban đầu, chúng tôi được sinh ra nhờ quá trình tổng hợp hạt nhân bên trong lõi Mặt Trời, khi mà các hạt nhân bị dồn ép va chạm vào nhau với tốc độ lớn, sau đó sinh ra hạt nhân mới nặng hơn, mỗi lần như vậy là khối lượng của các hạt nhân lại bị hao hụt đi một chút, phần khối lượng hao hụt đó chuyển hóa thành năng lượng dưới dạng bức xạ, đó là chúng tôi.
-Điều gì đã khiến các hạt nhân va chạm vào nhau?
-Đó là trọng lực, trọng lực lại là nguyên nhân gây nên áp suất và nhiệt độ, những yếu tố ấy khiến quá trình tổng hợp hạt nhân diễn ra.
-Vậy sau đó photon sẽ đi đâu?
-Bạn biết đấy, chúng tôi luôn chuyển động, chúng tôi không bao giờ dừng lại, không bao giờ tồn tại ở trạng thái nghỉ ngơi, khi vừa sinh ra chúng tôi đã tìm lối thoát, tuy nhiên lúc này, điều duy nhất cản trở chúng tôi là vùng chứa các nguyên tố hydro và heli đặc quánh tại vùng bức xạ, lõi trong của Mặt Trời. Mặc dù khi mới sinh ra, tôi lao thẳng về một phía, nhưng ngay lập tức lại bị một ion dương bắt giữ, nhưng cũng ngay lập tức tôi bị ion dương đó bắn đi theo hướng khác, và ngay lập tức lại bị ion khác bắt giữ.
-Những gã ion dương đó là ai vậy?
-Thì chúng là các nguyên tử hydro, heli đã bị ion hóa đó. Trước kia chúng có cấu tạo với những electron xung quanh, nhưng sau khi bị nén lại với áp suất cao, chúng mất đi các electron và bị ion hóa, electron đã rời bỏ chúng đi theo dòng điện từ trường.
Chúng như những cầu thủ bóng đá nhiệt huyết vậy, và một photon như tôi sẽ là một quả bóng được chuyền qua chuyền lại dưới chân họ. Phải mất đến gần 1 triệu năm mới đi qua được vùng bức xạ. Hoặc bạn cũng có thê tưởng tượng rằng tôi như là một người khách đứng giữa trung tâm thủ đô Hà Nội, và bây giờ tôi muốn bắt xe buýt để về bến xe Nước Ngầm, sau đó mới bắt xe khách về quê. Đường đi trong Hà Nội thật lằng nhằng, tôi cần bắt nhiều tuyến xe buýt để đi tới bến Nước Ngầm, hoặc tôi có thê bắt xe taxi, nhưng các bác tài xế taxi sẽ chở tôi vòng quanh Hà Nội chỉ để lấy thêm tiền công. Photon cũng vậy, mỗi lần được ion hấp thu rồi bức xạ tại vùng bức xạ của Mặt Trời cũng bị mất đi một ít năng lượng.
Sau khi vượt qua được vùng bức xạ, tức là đã rời khỏi vùng nội thành Hà Nội, có lẽ mọi thứ sẽ dễ dàng hơn. Chúng tôi đã tới vùng đối lưu.
Đúng như tên gọi, các ion tại đây vận chuyển chúng tôi từ đáy lên bề mặt theo cách thức của đối lưu nhiệt. Nếu các ion tại vùng bức xạ như là các tài xế taxi, thích dẫn khách đi lòng vòng thì tại vùng đối lưu, chúng ta sẽ yên tâm hơn với các anh grab, uber, không lòng vòng. Tuy nhiên chỉ khác một điều là ở đây tiền công được trả lại đắt hơn. Khi các ion tại vùng đối lưu hấp thụ một photon, ion sẽ nóng và nổi lên trên rồi bức xạ photon đó, sau khi bức xạ photon, ion mất năng lượng và nguội đi rồi lại chìm xuống dưới, và lại chở photon khác đi lên. Tất cả các photon sau khi thoát khỏi vùng bức xạ đều quá giang đi nhờ các ion ở vùng đối lưu để lên tới chặng đười cuối cùng - vùng Quang Quyển.
-Chà chà! Thật là gian nan. Vậy qua hai chặng được các bạn đã mất đi rất nhiều năng lượng, vậy có photon nào mất hết năng lượng khi giữa đường không?
-Không! Từ lúc mỗi photon sinh ra trong lõi đều mang năng lượng cao nhất của dải quang phổ, đó là những bước sóng tia gama, tia X,...vv. Trải qua hai chặng đường đó, hầu như các photon trở thành những bước sóng năng lượng thấp hơn, bao gồm cả những ánh sáng mà con người có thể quan sát được.
-Ồ! Vậy nếu không có hai vùng bức xạ và vùng đối lưu thì có lẽ các photon khi lao tới Trái Đất cũng sẽ khó khăn trong việc đi vào bầu khí quyển?
-Hmm. Tôi nghĩ là nếu không có 2 vùng này, có lẽ lượng tia bức xạ gama, tia x sẽ dễ dàng phá hủy bầu khí quyển Trái Đất , lúc đó sẽ chẳng có tia ánh sáng màu nào đâu, đa số là những tia sáng năng lượng cao. Còn hiện tại, mặc dù nhiều photon dù thoát khỏi hai vùng bức xạ và đối lưu vẫn giữ được mức năng lượng gama, tử ngoại nhưng với số lượng ít hơn nên hầu như lúc tới khí quyển Trái Đất đều bị bật ra ngoài. Phải nói là những anh bảo vệ ozon đã làm rất tốt công việc của mình.
Quay trở lại vấn đề, chúng tôi đã dễ dàng đi qua vùng đối lưu nhiệt và tới vùng quang quyển.
-Vậy là các bạn đã tới bến xe và sẵn sàng rời khỏi thành phố?
-Chưa đâu, có thể nói đa sô các photon đã dễ dàng rời khỏi, nhưng vẫn còn trở ngại cuối cùng. Những trợ ngại này cũng là nguyên nhân khiến các nhà thiên văn học quan sát thấy vết đen Mặt Trời - đó là trợ ngại của từ trường.



Xuân Hoàng
4 Tháng 11 lúc 17:40