Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 33)

Dịch chuyển Lamb

Vào thập niên 1930, các nhà vật lí nhận thấy các phép đo về năng lượng liên kết của các electron trong nguyên tử hydrogen hơi sai lệch với các dự đoán lí thuyết. Vấn đề nổi cộm nhất là ở lớp vỏ P kích thích, trong đó lí thuyết chỉ sai lệch 0,00003 phần trăm, song như thế đã đủ khiến các nhà vật lí nguyên tử khiếp đảm.

Hóa ra thủ phạm chính là do không gian trống rỗng. Trong cơ học lượng tử, không gian không bao giờ thật sự trống không, mà nó chứa đầy các trường lượng tử sôi xì xèo với đủ năng lượng để tạo ra vô số hạt ảo xuất hiện và biến mất trong những phần nhỏ của một giây. Trong số các trường lượng tử này là một chồng chất của các trường điện từ ngẫu nhiên, mỗi trường có một photon ảo đi kèm riêng của nó. Các photon này, thoắt ẩn thoắt hiện, làm xô đẩy electron, xô nó đi theo những hướng ngẫu nhiên gây ra một dịch chuyển trong năng lượng liên kết của electron. Dịch chuyển ấy được đặt theo tên của Willis Lamb, người có các thí nghiệm chứng minh lí thuyết này, và cuối cùng đưa đến sự phát triển của điện động lực học lượng tử.

Dịch chuyển Lamb

Thí nghiệm năm 1947 của Willis Lamb đo được ba kiểu phân tách vạch phổ phát sinh khi một chùm nguyên tử hydrogen bị chiếu xạ vi sóng trong từ trường.

Năng lượng chân không

Năng lượng tạo ra các hạt ảo phù du là từ đâu mà có? Vũ trụ chứa đầy một năng lượng thô, gọi là năng lượng chân không, được chi phối bởi các hàm sóng cho phép khả năng một phần năng lượng này sẽ tự phát biến đổi thành khối lượng dưới dạng các cặp hạt/phản hạt ảo. Điều này có thể xảy ra do bởi sự nhòe nhoẹt cố hữu của vật lí lượng tử, như nguyên lí bất định Heisenberg nổi tiếng đã mô tả. Nói ngắn gọn, nguyên lí bất định khiến ta không thể biết được năng lượng chính xác của vũ trụ ở một thời điểm bất kì cho trước. Nếu bảng kê năng lượng toàn phần của Vũ trụ vốn dĩ bị xáo trộn, thì không thể bỏ lỡ những lượng tử năng lượng bé xíu được vay mượn bởi các hạt ảo trong một khoảng thời gian ngắn.

Các hạt ảo được tạo ra mọi lúc mọi nơi. Vũ trụ không ngừng nhòe nhoẹt với sự sinh và diệt của chúng. Một số nhà khoa học nói rằng chính điều này làm cho không-thời gian thăng giáng ở những cấp độ nhỏ bé nhất, tạo ra “bọt lượng tử”.

 Năng lượng chân không

Nguyên lí bất định Heisenberg chỉ ra rằng ở những cấp thời gian đủ nhỏ, năng lượng của không gian trống rỗng có thể biến đổi đáng kể. Điều này cho phép sự ra đời của các cặp hạt-phản hạt ảo tồn tại trong nháy mắt, trước khi gặp lại nhau và “hủy nhau” thành năng lượng trở lại.

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 62)
17/11/2019
Giả thuyết Tinh vân 1796 Immanuel Kant (1724–1804), Pierre-Simon Laplace (1749–1827) Trong hàng thế kỉ, các nhà khoa học đã giả
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 61)
17/11/2019
Định luật chất khí Charles 1787 Jacques Alexandre César Charles (1746-1823), Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) “Công việc của chúng ta
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 70)
16/11/2019
Lanthanum Lanthanum là nguyên tố đứng đầu dãy lanthanoid thường được neo bên dưới bảng tuần hoàn: một phiên bản dài đầy
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 69)
16/11/2019
Caesium Chỉ an toàn khi ngâm trong dầu, hoặc trong bình khí nitrogen hoặc khí trơ argon, caesium là một kim loại màu vàng nhạt dễ
Châu Âu đề xuất một phòng thí nghiệm sóng hấp dẫn khổng lồ dưới lòng đất
16/11/2019
Các nhà vật lí ở châu Âu vừa công khai các kế hoạch cho một đài quan trắc sóng hấp dẫn khổng lồ dưới lòng đất, nếu
Thí nghiệm tán xạ electron nghiêng về một bán kính proton nhỏ
15/11/2019
Trong gần một thập kỉ, vấn đề kích cỡ của proton, một hạt cấu thành vật chất nhìn thấy trong vũ trụ, vẫn gây tranh cãi
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 94)
14/11/2019
Các thuật toán lượng tử Thuật toán là một thủ tục tuần tự từng bước cho máy vi tính biết cách giải quyết một vấn
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 93)
14/11/2019
Kiểm soát các qubit Việc tách li các qubit của một máy tính lượng tử để tránh mất kết hợp đòi hỏi một số phương tiện

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com