Just How Small is an Atom?

Just How Small is an Atom?

Translator: Huyen Truong Reviewer: Mỹ Bùi

You probably already know

Có lẽ bạn đã biết rẳng

everything is made up of little tiny things called atoms

tất cả mọi thứ đều cấu tạo từ các nguyên tử tí hon

or even that each atom is made up of even smaller particles

và mỗi nguyên tử được cấu tạo từ các hạt còn nhỏ hơn

called protons, neutrons and electrons.

gọi là Proton, Neutron và Electron.

And you've probably heard that atoms are small.

Và bạn chắc cũng biết là những nguyên tử rất nhỏ.

But I bet you haven't ever thought about how small atoms really are.

Nhưng tôi các rằng bạn chưa bao giờ nghĩ nguyên tử nhỏ như thế nào.

Well, the answer is that they are really, really small.

Câu trả lời là chúng thực sự rất, rất, rất nhỏ.

So you ask, just how small are atoms?

Vậy, bạn sẽ hỏi, nguyên tử nhỏ đến mức độ nào?

To understand this, let's ask this question:

Để hiểu được điều này, hãy đặt ra câu hỏi sau:

How many atoms are in a grapefruit?

Có bao nhiêu nguyên từ trong một quả bưởi?

Well, let's assume that the grapefruit is made up of only nitrogen atoms,

Giả sử rằng quả bưởi được tạo nên chỉ từ những nguyên tử Nitơ,

which isn't at all true, but there are nitrogen atoms in a grapefruit.

nói vậy không đúng lắm, nhưng đúng là trong bưởi có Nitơ

To help you visualize this, let's blow up each of the atoms

Để dễ hình dung, hãy thổi phồng mỗi nguyên tử này lên

to the size of a blueberry.

cho to bằng quả việt quất.

And then how big would the grapefruit have to be?

Khi đó quả bưởi sẽ to như thế nào?

It would have to be the same size of -- well, actually, the Earth.

Nó sẽ có cùng kích thước với -- chà thực ra là, Trái Đất đó.

That's crazy!

Thật điên rồ!

You mean to say that if I filled the Earth with blueberries,

Ý là nếu tôi lấp đầy Trái Đất bằng những quả việt quất,

I would have the same number of nitrogen atoms as a grapefruit?

thì số việt quất đó sẽ bằng số nguyên tử Nitơ trong 1 quả bưởi?

That's right!

Đúng vậy!

So how big is the atom?

Vậy nguyên tử nhỏ như thế nào?

Well, it's really, really small!

Chà, chúng thực sự rất, rất nhỏ.

And you know what? It gets even more crazy.

Và bạn biết không? Điều này còn điên rồ hơn nữa này.

Let's now look inside of each atom -- and thus the blueberry, right? --

Hãy nhìn vào trong mỗi nguyên tử - chính là quả việt quất ấy.

What do you see there?

Bạn thấy gì trong đó?

In the center of the atom is something called the nucleus,

Ở tâm của nguyên tử là hạt nhân,

which contains protons and neutrons,

nơi chứa proton và nơtron,

and on the outside, you'd see electrons.

và ở bên ngoài bạn sẽ thấy các hạt electron

So how big is the nucleus?

Vậy hạt nhân to đến mức nào?

If atoms are like blueberries in the Earth,

Nếu nguyên tử giống quả việt quất

how big would the nucleus be?

thì hạt nhân sẽ to bằng cái gì?

You might remember the old pictures of the atom from science class,

Bạn chắc vẫn nhớ những bức tranh về nguyên tử trong lớp khoa học,

where you saw this tiny dot on the page with an arrow pointing to the nucleus.

trong đó có chấm nhỏ này trên trang giấy với mũi tên chỉ vào hạt nhân.

Well, those pictures, they're not drawn to scale,

Thực ra những bức tranh đó vẽ không đúng tỉ lệ đâu,

so they're kind of wrong.

nên về cơ bản là sai.

So how big is the nucleus?

Thế hạt nhân to như thế nào?

So if you popped open the blueberry and were searching for the nucleus ...

Nếu bạn bổ quả việt quất ra để tìm hạt nhân,,,

You know what? It would be invisible.

Bạn biết không, bạn sẽ chẳng thấy nó đâu

It's too small to see!

Nó sẽ nhỏ đến mức không nhìn được.

OK. Let's blow up the atom -- the blueberry --

Được rồi. Hãy phóng to nguyên tử - trái việt quất

to the size of a house.

to bằng một ngôi nhà.

So imagine a ball that is as tall as a two-story house.

Hãy tưởng tượng một quả bóng cao bằng ngôi nhà 2 tầng.

Let's look for the nucleus in the center of the atom.

Giờ ta đi tìm hạt nhân ở tâm nguyên tử nhé.

And do you know what? It would just barely be visible.

Và bạn biết không? Ta chỉ lờ mờ thấy được nó thôi.

So to get our minds wrapped around how big the nucleus is,

Vậy để giải đáp thắc mắc về độ lớn của hạt nhân,

we need to blow up the blueberry, up to the size of a football stadium.

ta cần phải phóng to trái việt quất bằng kích cỡ 1 sân vận động.

So imagine a ball the size of a football stadium,

Hãy hình dung quả bóng to bằng một sân vận động,

and right smack dab in the center of the atom,

và ngay chính giữa tâm của nguyên tử,

you would find the nucleus, and you could see it!

bạn có thể tìm thấy hạt nhân và có thế thấy nó rồi!

And it would be the size of a small marble.

Và nó có kích thước của một viên bi nhỏ.

And there's more, if I haven't blown your mind by now.

Và còn đáng ngạc nhiên hơn nữa

Let's consider the atom some more.

Hãy xem xét nguyên tử kĩ hơn nhé.

It contains protons, neutrons and electrons.

Nó có proton, nơtron và electron.

The protons and neutrons live inside of the nucleus,

Proton và nơtron ở trong hạt nhân,

and contain almost all of the mass of the atom.

và chiếm hầu hết khối lượng của nguyên tử.

Way on the edge are the electrons.

Các electron nằm tít ngoài rìa.

So if an atom is like a ball the size of a football stadium,

Vậy nếu một nguyên tử giống như quả bóng to bằng sân vận động,

with the nucleus in the center, and the electrons on the edge,

với hạt nhân ở trung tâm và các electron ở ngoài rìa,

what is in between the nucleus and the electrons?

vậy cái gì nằm ở giữa hạt nhân và các electron?

Surprisingly, the answer is empty space.

Ngạc nhiên thay, câu trả lời là khoảng không.

(Wind noise)

(Tiếng gió)

That's right. Empty!

Đúng vậy! Trống rỗng!

Between the nucleus and the electrons, there are vast regions of empty space.

Giữa hạt nhân và electron, là một khoảng trống lớn.

Now, technically there are some electromagnetic fields,

Nói chính xác, ở đó có các trường điện từ,

but in terms of stuff, matter, it is empty.

nhưng về mặt vật chất, nó hoàn toàn trống rỗng.

Remember this vast region of empty space is inside the blueberry,

Hãy nhớ rằng khoảng không rộng lớn này nằm trong quả việt quất,

which is inside the Earth,

ở trong Trái Đất,

which really are the atoms in the grapefruit.

giống như những nguyên tử trong quả bưởi.

OK, one more thing, if I can even get more bizarre.

Được rồi, một điều nữa, nếu nó vẫn chưa đủ kì lạ.

Since virtually all the mass of an atom is in the nucleus --

Vì gần như khối lượng nguyên tử nằm trong hạt nhân -

now, there is some amount of mass in the electrons,

các electron chỉ chiếm khối lượng rất nhỏ

but most of it is in the nucleus --

nhưng chủ yếu là ở hạt nhân -

how dense is the nucleus?

thì hạt nhân đặc đến mức nào?

Well, the answer is crazy.

Câu trả lời thật điên rồ.

The density of a typical nucleus

Độ đặc của một hạt nhân đặc trưng

is four times 10 to the 17th kilograms per meter cubed.

là 4x10^17 kg/m3.

But that's hard to visualize. OK, I'll put it in English units.

Nhưng, con số đó thật khô khan. OK, tôi sẽ nói theo đơn vị của Anh nhé.

2.5 times 10 to the 16th pounds per cubic feet.

2.5x10^16 pound/ft3.

OK, that's still kind of hard to figure.

Ok, số này vẫn khó hình dung.

OK, here's what I want you to do.

Được rồi, tôi muốn bạn làm điều này.

Make a box that is one foot by one foot by one foot.

Làm một chiếc hộp chiều dài, rộng, cao đều là 1 foot.

Now let's go and grab all of the nuclei from a typical car.

Bây giờ hãy đi lấy tất cả hạt nhân từ một chiếc ô tô.

Now, cars on average weigh two tons.

Ô tô nặng trung bình khoảng 2 tấn.

How many cars' nuclei would you have to put into the box

Phải đặt bao nhiêu chiếc ô tô vào

to have your one-foot-box have the same density of the nucleus?

để có một hộp có cùng độ đặc với hạt nhân?

Is it one car? Two?

Một chiếc? Hay là hai?

How about 100?

100 thì sao?

Nope, nope and nope.

Không, không và không.

The answer is much bigger.

Câu trả lời lớn hơn rất nhiều.

It is 6.2 billion.

Là 6.2 tỉ.

That is almost equal to the number of people in the Earth.

Con số này gần bằng dân số Trái Đất.

So if everyone in the Earth owned their own car --

Vậy nếu mỗi người trên Trái Đất sở hữu 1 chiếc ô tô -

and they don't --

và mặc dù không phải vậy-

(Cars honking)

(tiếng còi xe)

and we put all of those cars into your box ...

và chúng ta đặt tất cả chỗ xe vào chiếc hộp...

That would be about the density of a nucleus.

Ta sẽ có độ đặc của hạt nhân.

So I'm saying that if you took every car in the world

Vậy có thế nói rằng nếu ta lấy tất cả xe hơi trên thế giới

and put it into your one-foot box,

và đặt chúng vào chiếc hộp có kích thước 1 foot,

you would have the density of one nucleus.

thì bạn sẽ có được độ đặc của hạt nhân.

OK, let's review.

Được rồi, hãy xem lại nhé.

The atom is really,

Nguyên tử thực sự,

really, really small.

rất, rất nhỏ.

Think atoms in a grapefruit like blueberries in the Earth.

So nguyên tử với quả bưởi cũng như so quả việt quất với Trái Đất

The nucleus is crazy small.

Hạt nhân còn nhỏ hơn nhiều.

Now look inside the blueberry,

Nếu nhìn bên trong quả việt quất,

and blow it up to the size of a football stadium,

và phóng to nó bằng sân vận động,

and now the nucleus is a marble in the middle.

thì hạt nhân chỉ to bằng viên bi nằm ở giữa.

The atom is made up of vast regions of empty space.

Cấu tạo của nguyên tử hầu hết là khoảng trống mênh mông.

That's weird.

Thật kì lạ.

The nucleus has a crazy-high density.

Hạt nhân có độ đặc kinh khủng.

Think of putting all those cars in your one-foot box.

Tương đương 6.2 tỷ cái xe nhét trong cái hộp 1foot.

I think I'm tired.

Tôi nghĩ là tôi mệt rồi.