Cậu bé 13 tuổi giải mã 'tia tử thần'

Tuy nhiên, một học sinh 13 tuổi mới đây đã đưa ra một số câu trả lời về phát minh tia tử thần (còn gọi là tia nhiệt).

Brenden Sener, 13 tuổi, ở London (Tây Nam Ontario, Canada) đã giành được 2 Huy chương Vàng và giải thưởng Thư viện Cộng đồng London cho phiên bản cực nhỏ của một thiết bị kỳ lạ.

Đó là vũ khí chiến tranh được tạo thành từ một tấm gương lớn, được thiết kế để tập trung và hướng ánh sáng mặt trời vào mục tiêu, chẳng hạn như một con tàu và đốt cháy nó. Tạp chí Hội chợ Khoa học Canada đã đăng tải bài báo của Brenden Sener về thiết bị trên.

Trong dự án khoa học năm 2022 của mình, Brenden Sener đã tái tạo vít Archimedes, một thiết bị dùng để nâng và di chuyển nước. Tuy nhiên, cậu không dừng lại ở đó. Sener nhận thấy tia tử thần là một trong những thiết bị hấp dẫn hơn.

Tài liệu lịch sử cho rằng Archimedes đã sử dụng gương để đốt những con tàu đang neo đậu trong cuộc vây hãm Syracuse từ năm 214 đến 212 trước Công nguyên. Không có bằng chứng khảo cổ nào cho thấy thiết bị kỳ lạ này tồn tại, như Sener đã lưu ý trong bài báo của mình, nhưng nhiều người đã cố gắng tái tạo lại cơ chế này để xem liệu phát minh cổ xưa có khả thi hay không.

Tia tử thần thu nhỏ

Trong nỗ lực của Sener đối với tia tử thần, cậu đặt một chiếc đèn sưởi đối diện với 4 gương lõm nhỏ, mỗi gương đặt nghiêng để hướng ánh sáng vào một miếng bìa cứng có đánh dấu chữ X ở tiêu điểm. Trong dự án cậu thiết kế cho Hội chợ Khoa học thường niên Matthews Hall năm 2023, Sener giả thuyết rằng khi các tấm gương tập trung năng lượng ánh sáng vào tấm bìa cứng, nhiệt độ của mục tiêu sẽ tăng lên khi mỗi tấm gương được thêm vào.

Với thí nghiệm của mình, Sener đã tiến hành 3 thử nghiệm với 2 bóng đèn có công suất khác nhau, 50 watt và 100 watt. Cậu nhận thấy mỗi chiếc gương bổ sung đều làm tăng nhiệt độ lên đáng kể.

Nhiệt độ của bìa cứng khi chỉ dùng đèn sưởi và bóng đèn 100 watt và không có gương là khoảng 27,2 độ C. Sau khi đợi tấm bìa cứng nguội, Sener lắp thêm một chiếc gương và kiểm tra lại. Cậu nhận thấy nhiệt độ của tiêu điểm tăng lên gần 34,9 C.

Sự gia tăng lớn nhất xảy ra khi có thêm chiếc gương thứ 4. Nhiệt độ tấm bìa khi có 3 gương nhắm vào là gần 43,4 độ C và việc bổ sung thêm gương thứ 4 đã làm tăng khoảng 10 độ C lên 53,5 độ C.

Trong bài báo của mình, Sener cho biết cậu nhận thấy những kết quả này “đáng chú ý vì nó cho thấy ánh sáng đi theo mọi hướng và hình dạng của gương lõm tập trung sóng ánh sáng vào một điểm duy nhất”.

Nhà khoa học cấp cao Cliff Ho làm việc tại Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia thuộc Bộ Năng lượng Mỹ ca ngợi Sener vì những hiểu biết sâu sắc về tia tử thần của Archimedes và cho rằng dự án này là “một đánh giá xuất sắc về các quá trình cơ bản”.

“Sener không cố gắng đốt bất cứ thứ gì vì đèn sưởi không tạo ra đủ nhiệt như Mặt trời” - ông nói. Tuy nhiên, ông tin rằng với việc sử dụng tia nắng mặt trời và một tấm gương lớn hơn, nhiệt độ sẽ còn tăng mạnh hơn và với tốc độ nhanh hơn và sẽ dễ gây ra cháy nổ.

Sener đặt một chiếc đèn sưởi đối diện với 4 gương lõm nhỏ, mỗi gương nghiêng và hướng ánh sáng vào một miếng bìa cứng có đánh dấu X ở tiêu điểm, nơi nhiệt độ được cho là sẽ tăng lên. Ảnh: Melanie Sener

Thêm giả thuyết về tia tử thần

Hai năm một lần, ngọn đuốc Olympic được thắp sáng bằng cách sử dụng một tấm gương parabol cong tập trung ánh sáng mặt trời vào một điểm. Khi ngọn đuốc được đặt vào điểm đó, tia nắng mặt trời sẽ đốt cháy ngọn đuốc. Nhiều người không tin Archimedes chỉ dùng một gương parabol, vì nó không thể được nhắm theo cách giống như gương phẳng.

Tia tử thần của Archimedes thường được suy đoán là tia được tạo từ nhiều tấm gương hoặc khiên được đánh bóng. Tuy nhiên, lý thuyết này được cho là không đáng tin cậy vì các tàu sẽ di chuyển trong trận chiến.

Thomas Chondros là Phó Giáo sư đã nghỉ hưu tại Khoa Kỹ thuật cơ khí và Hàng không tại Đại học Patras của Hy Lạp cho biết, để các tàu bốc cháy từ nhiệt do gương tạo ra, chúng cần phải đứng yên và neo gần bờ.

Tia tử thần ban đầu được cho là được sử dụng để tiêu diệt các tàu La Mã trong cuộc vây hãm Syracuse. Ảnh: Iflscience

Loạt phim “MythBusters” của kênh Discovery có các tập vào năm 2004, 2006 và 2010 thử nghiệm các kịch bản về tia tử thần. Tuy nhiên, cuối cùng họ tuyên bố truyền thuyết chỉ là huyền thoại khi mỗi cuộc thử nghiệm đều thất bại trong việc đốt cháy một chiếc thuyền gỗ.

Năm 2005, một lớp sinh viên tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) của Mỹ, lấy cảm hứng từ tập đầu tiên của chương trình, đã có thể đốt cháy một chiếc thuyền gỗ một lần bằng kỹ thuật tương tự như của Sener sau này trên quy mô lớn hơn, nhưng họ lại thất bại ở lần thử thứ 2.

Sener cho biết, cậu tin rằng việc kết hợp những phát hiện của MIT với của cậu có thể cho thấy tia tử thần là hợp lý và Archimedes có thể đã sử dụng tia nắng mặt trời với những tấm gương lớn để gây cháy.

Tuy nhiên, Sener cho biết công nghệ này có thể không hoạt động ở nhiệt độ thấp hoặc thời tiết nhiều mây và tác động của biển đối với chuyển động của tàu sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của tia tử thần.

Bất chấp những hạn chế về tính thực tiễn của tia tử thần, Phó Giáo sư Chondros nhận thấy dự án của Sener “thú vị và được ghi chép đầy đủ”. Bên cạnh đó, việc thiết lập thử nghiệm của cậu có thể “tạo cơ sở cho một cuộc thảo luận dành cho sinh viên trẻ, thậm chí cả sinh viên đại học”.