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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sai lệch 9 phần trăm
10/07/2019
Một sai lệch giữa các phép đo về hằng số Hubble khiến các nhà khoa học phát vấn liệu có điều gì đó không đúng trong hiểu
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 44)
10/07/2019
Chương 12 HÊ, NHÌN ĐI… NÓ BAY KÌA! Khí động lực học và những máy bay đầu tiên Không bao lâu sau khi những máy bay đầu tiên
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 43)
10/07/2019
SỰ THĂNG BẰNG CỦA VIÊN ĐẠN Như ta đã thấy ở phần trước, yếu tố chính làm thăng bằng một viên đạn là chuyển động
Rốt cuộc hydrogen kim loại đã được tạo ra hay chưa?
09/07/2019
Rất nhiều nhà vật lí trong các năm qua khẳng định rằng họ có thể biến hydrogen thành kim loại bằng cách nén nó cực mạnh,
Trái Đất tử ngoại nhìn từ một đài quan sát trên Mặt Trăng
09/07/2019
Hành tinh nào thế này? Trái Đất đấy. Bức ảnh màu giả này cho thấy Trái Đất trông như thế nào trong miền ánh sáng tử
Một trường hợp phản trực giác trong đó hai điện tích cùng dấu hút nhau
09/07/2019
Khi nói đến điện tích, luôn có một chân lí bất di bất dịch: điện tích trái dấu hút nhau, cùng dấu đẩy nhau. Nhưng trong
Xác định lại các giới hạn của độ chuẩn xác đo lường
09/07/2019
Trong hàng thế kỉ, con người đã và đang mở rộng kiến thức của mình về thế giới thông qua việc đo lường ngày càng chính
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 44)
09/07/2019
Boron Là á kim duy nhất trong một nhóm nếu không đã gồm toàn kim loại, boron là nguyên tố đứng đầu nhưng không tiêu biểu lắm

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