Tìm hiểu những ứng dụng khác của vật lí trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp.

Trả lời:

Những kiến thức vật lí được ứng dụng trong việc cảnh báo động đất và sóng thần:

- Hệ thống rada cảm biến, xác định những biến đổi ở tầng địa chất, những đứt gãy địa chất để xác định nguy cơ xảy ra động đất sóng thần.

- Các nhà địa chấn của tập đoàn Caltech cùng với một nhóm chuyên gia cáp quang của Google đang hợp tác phát triển một giải pháp công nghệ, giúp biến các tuyến cáp quang ngầm dưới biển thành thiết bị phát hiện động đất mà không phải dùng thêm thiết bị đặc biệt nào.

- Thách thức nằm ở chỗ, các trận sóng xung kích di chuyển ở tốc độ âm thanh và vì thế sẽ rất khó để đưa ra cảnh báo sớm về một trận sóng thần gây đe dọa các vùng bờ biển. Nếu mạng cáp ngầm có khả năng thu nhận, phát hiện những dịch chuyển như vậy, chúng sẽ ở sát nguồn sóng và những cảnh báo thu nhận sẽ được phát vào bờ ngang với tốc độ âm thanh. 

- Ý tưởng biến cáp ngầm thành mạng địa chấn chuyên theo dõi, cảnh báo động đất, sóng thần không phải là mới. Nhưng các phương án đưa ra trước đó đều đặt ra yêu cầu lắp đặt một thiết bị đặc biệt, sử dụng mạng cáp chạy không (độc lập với cáp quang viễn thông) hoặc cả hai. Phương pháp của Caltech/Google có điểm đột phá, khi chủ yếu khai thác mạng cáp quang mà các công ty viễn thông đặt ngầm dưới biển từ những năm 1980. 

Trong điều kiện hoạt động bình thường, sóng xung laser vốn đảm nhận việc truyền đa kênh dữ liệu được phân cực hóa. Khi những sóng xung này dội vào điểm đầu cuối, chúng sẽ được tiếp nhận, giám sát thường kỳ.

Trả lời:

- Công nghệ nano có nhiều ưu điểm, không chỉ làm cho việc chế tạo các loại vũ khí thông thường dễ dàng với chi phí thấp hơn nhiều mà còn có thể phát triển các loại vũ khí mới rất tinh vi, phức tạp. 

- Các nhà khoa học quân sự dự đoán rằng, vũ khí trang bị nano sẽ phát triển theo hai hệ thống chính: thông tin nano và tấn công nano. Hệ thống thông tin nano truyền tải, lưu trữ và xử lý tin tức trên cơ sở các thành tựu của công nghệ nano, tiêu biểu gồm:

+ Máy bay điều khiển từ xa: Là thiết bị bay điều khiển từ xa có kích thước không lớn hơn một quân bài tú lơ khơ. Trên máy bay có gắn thiết bị cảm ứng, có thể “ngửi” thấy khí thải từ các máy móc, thiết bị khác và truyền tín hiệu về trung tâm phân tích để xác định loại máy móc đó. Nó còn có thể chụp ảnh trong bóng tối, truyền các tin tức tình báo mới nhất về cơ sở cách xa hàng nghìn km, hoặc truyền các số liệu về tọa độ của quân đối phương về trận địa phóng tên lửa. Mới đây, phòng thực nghiệm Đại học Ilinois (Mỹ) đã chế tạo một máy bay gián điệp nano dài khoảng 15 cm, có thể bay liên tục một giờ đồng hồ, hành trình đạt tới 16 km. Nó có thể bay gần một thiết bị hay vật thể mà ra-đa thông thường không thể phát hiện; chụp những bức ảnh hồng ngoại rõ nét trong đêm tối và báo mục tiêu địch về cơ quan tác chiến; hướng dẫn đường đạn tấn công chính xác vào mục tiêu. Hiện nay, Đức đã chế tạo thành công máy bay trực thăng chỉ lớn bằng con ong, trọng lượng không đến 0,5g, có thể bay cao 130 m, bộ phận phát động chỉ lớn bằng ngòi bút, nhưng tốc độ quay cánh quạt có thể đạt 100.000 vòng/phút.

+ Vệ tinh nano: Là hệ thống thiết bị hàng không vũ trụ siêu nhỏ (vi hình) chuyên dụng kết hợp giữa hệ thống vi cơ điện và vi điện tử. Thực tế đây là một hệ thống kết cấu vệ tinh kiểu mạng, được bố trí thành những nhóm cục bộ hoặc mạng vệ tinh. Hệ thống này ưu việt hơn hệ thống kiểu tập trung, có thể tránh được những nguy hại thường xảy ra sau khi một thiết bị vũ trụ đơn nhất mất nhạy, nâng cao độ bền và tính linh hoạt của hệ thống hàng không vũ trụ. Vệ tinh nano có nhiều ưu điểm nổi bật như có thể thay thế, sắp xếp lại; có thể thu nhỏ rất nhiều bộ phận của vệ tinh thông thường như bộ phận phân tích tầng khí tượng, bộ cảm biến, máy phát vi sóng và các động cơ... tích hợp lên các tấm tinh thể bán dẫn, chế thành các môđun tổ hợp cơ bản của vệ tinh vi hình; khả năng sống còn lớn...

Vệ tinh nano.

- Các loại vi người máy trinh sát (người máy trinh sát nano), gồm: Người máy côn trùng bay (mô phỏng phương thức nâng mình trong không trung của côn trùng, bay theo kiểu vỗ cánh, nhờ vậy khắc phục được nhược điểm của các thiết bị bay hiện nay đang sử dụng cánh quạt hay chân vịt, dễ bị đối phương phát hiện); người máy côn trùng bò (đặc trưng chủ yếu là thể tích nhỏ, chỉ có một khả năng do thám và trinh sát nên khi thực hiện nhiệm vụ, cần sự trợ giúp của những người máy khác để bổ sung tính năng)...

+ Phương tiện trinh sát thụ động: Được thiết kế như hình viên đá, cành cây, bụi cỏ rải ở một khu vực nhất định, bên trong có lắp máy trinh sát điện tử, máy ảnh và sensơ có độ nhạy cao, nếu cần có thể di chuyển đến những vị trí do thám có lợi nhất. Có thể rải chúng trên mặt đất hoặc thả trong nước và có khả năng phát hiện ra xe thiết giáp, máy bay trực thăng bay thấp, tàu ngầm ở độ sâu nhất định.

- Đối với hệ thống tấn công nano, bao gồm:

+ Hệ thống điện tử nano robot: Là một tổ hợp của hệ thống truyền cảm, dẫn đường tự động, các thiết bị sát thương, hệ thống thông tin và nguồn điện. Khi hệ thống điện tử nano robot tiếp cận mục tiêu, nó có thể nhận biết được vị trí hệ thống điện tử, xâm nhập và tấn công làm cho đối phương mất khả năng tác chiến.

+ Phần cứng côn trùng: Dùng côn trùng làm bộ phận ngoại vi cho hệ thống điện tử nano robot. Người ta cấy hệ thống này vào hệ thần kinh của côn trùng để có thể điều khiển chúng bay tới mục tiêu thu thập tin tức tình báo, cũng có thể lợi dụng chúng làm tê liệt khả năng tác chiến của mục tiêu hoặc sát thương binh lính.

Robot con bọ.

+ Kiến máy: Có kích thước chỉ bằng một con kiến thật nhưng lại có khả năng phá hủy lớn. Trên lưng nó có gắn một pin mặt trời siêu nhỏ làm động lực, nhờ vậy có thể xâm nhập vào bộ chỉ huy đối phương thu thập tin tức tình báo hoặc phá huỷ mạng máy tính và đường truyền tin.

+ Côn trùng máy: Trên thực tế là một kiểu robot chiến địa. Chúng có các kích cỡ khác nhau, lớn có thể bằng một hộp giày, nhỏ thì giống như một đồng xu, có thể bò, nhảy hoặc bay, vừa làm công việc dò quét địa lôi, vừa thu thập tin tức tình báo ngoài cự ly 1.000 km.

+ Người máy cá biển: Có hình dáng rất giống một con cá chuồn hay con sứa, khi được lắp thuốc nổ có thể tấn công các chiến hạm trong quân cảng.

+ Phương tiện bay: Trong 4 năm, Viện nghiên cứu hải quân Mỹ đã tiêu tốn 35 triệu USD để chế tạo thành công loại máy bay chiến đấu siêu nhỏ MAV, với tổng chiều dài và chiều rộng 15cm, trọng lượng khoảng 65g. MAV có thể căn cứ vào địa hình để lựa chọn đường bay, mang theo một gói thuốc nổ siêu nhỏ nhưng có sức công phá cực mạnh, trở thành bom điều khiển siêu chính xác, có thể bay vào bộ chỉ huy của đối phương, phá huỷ căn cứ quân sự hay các vũ khí trang bị.

+ Phương tiện công kích mặt đất: Những thiết bị này chỉ bé bằng con kiến, tiến hành tìm kiếm mục tiêu nhờ vào các cảm biến sensơ siêu nhỏ trên thân mình để thu thập tin tức tình báo, khi đã xác định được mục tiêu thì công kích bằng liều thuốc nổ nhỏ nhưng cực mạnh.