Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 41)

Sự chui hầm lượng tử

Có hai cách chiến thắng rào thế Coulomb xung quanh một hạt nhân nguyên tử. Cách thứ nhất là thông qua năng lượng tuyệt đối, song để một hạt thu được động năng lớn hơn năng lượng của rào thế Coulomb sẽ cần nhiệt độ hết sức cao (hàng chục tỉ độ). Những nhiệt độ như thế thậm chí không tồn tại trong tâm của một số sao khối lượng thấp, thế nhưng các hạt nhân hydrogen vẫn hợp nhất thành hạt nhân helium và phát năng lượng làm các sao tỏa sáng.

Thay vậy, khả năng cao hơn là các hạt tự sắp xếp lại theo cách thứ hai để chiến thắng rào thế Coulomb. Nói ví dụ, hàm sóng của một hạt alpha hoặc hai hạt nhân nguyên tử cố gắng hợp nhất có thể trải ra quá rào thế Coulomb, nghĩa là có một xác suất nhỏ để một hạt có thể xuất hiện ở bên ngoài (hay đi xuyên qua) rào thế. Cỡ của rào thế Coulomb là khác nhau đối với mỗi hạt nhân nguyên tử cho nên, tùy thuộc vào hạt nhân nào đang phân rã, có thể tốn từ vài phần triệu của một giây cho đến nhiều tỉ năm để một hạt alpha thoát ra ngoài.

Sự chui hầm lượng tử

Nguyên lí bất định Heisenberg

Sự nhập nhằng của vật lí lượng tử không chỉ tìm thấy ở hàm sóng, mà nó còn biểu hiện ở những tính chất mà chúng ta có thể đo ở một hạt. Werner Heisenberg vướng phải vấn đề này, ông nhận thấy không thể nào biết chắc chắn cả động lượng và vị trí của một hạt tại một thời điểm bất kì: chúng ta biết giá trị của một trong hai tính chất này càng chính xác, thì chúng ta biết tính chất kia càng kém chính xác. Heisenberg gọi đây là ‘nguyên lí bất định’. Nó chẳng liên quan gì đến các sai số trong thiết bị thí nghiệm hay phương pháp tiến hành mà thay vào đó, nó là một kết quả nảy sinh từ hành trạng của hàm sóng của một hạt. Bạn càng ấn định rõ vị trí của một hạt, thì hàm sóng càng bị bó chặt lại (xác định vị trí của hạt). Tuy nhiên, điều này có hệ quả là khiến cho bước sóng của hàm sóng (xác định động lượng của hạt) kém chính xác. Ngược lại, bước sóng được biết càng chính xác, thì hàm sóng phân bố càng rộng, nghĩa là hạt có xác suất lớn hơn để tồn tại ở nhiều nơi khác nhau.

Nguyên lí bất định

Nguyên lí bất định phát nói rằng các cặp tính chất lượng tử bổ sung nhất định (vị trí và động lượng, hay năng lượng và thời gian) không thể được xác định đồng thời với độ chuẩn xác hoàn hảo trong cùng một phép đo.

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của TVVL
<< 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


Chốt đáp số cho bài toán bán kính proton
20/09/2019
Vào năm 2010, các nhà vật lí ở Đức báo cáo rằng họ đã thực hiện được phép đo đặc biệt chính xác về kích cỡ proton,
Tranh cãi vẫn chưa dứt về chuyện tìm thấy sóng hấp dẫn
18/09/2019
Nhóm hợp tác giành giải Nobel LIGO vừa công bố một bài báo mô tả chi tiết hơn bao giờ hết về cách nhóm này phân tích các tín
Lần đầu tiên nghe được ‘tiếng khóc chào đời’ của một lỗ đen mới sinh
17/09/2019
Nếu thuyết tương đối rộng của Albert Einstein vẫn đúng, thì một lỗ đen ra đời từ sự va chạm chấn động vũ trụ của hai
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 7)
16/09/2019
Nhà nguyên tử luận đầu tiên Cuộc hành trình của chúng ta đã xuất phát từ đâu? Tôi cho rằng “vật lí hạt” đã khởi
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 6)
16/09/2019
Tìm kiếm mã code Richard Feynman vĩ đại (1918-88), người cùng nhận Giải Nobel Vật lí cho những đóng góp của ông cho triết học
Giải được bí ẩn nhiễm điện do cọ xát
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen
15/09/2019
Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể
Phát hiện hơi nước trên một hành tinh đá ở xa
14/09/2019
Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên

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