Thế giới lượng tử kì bí: Hiệu ứng Aharonov-Bohm

Đây là một thí dụ đẹp của sự vô lí lượng tử. Lấy một nam châm hình vành khăn và bọc một tấm chắn kim loại xung quanh rìa bên trong của nó sao cho không có từ trường nào có thể rò rỉ qua lỗ trống ở giữa. Rồi bắn một electron vào lỗ trống đó.

Không có từ trường nào trong lỗ, nên electron sẽ hoạt động như thể không có từ trường, đúng hay không? Sai. Sóng đi cùng với chuyển động của electron chịu một sự run lắc như thể có cái gì ở đó ở trong.

alt

Bắt đầu với một nam châm hình vành khăn...

Werner Ehrenberg và Raymond Siday là những người đầu tiên lưu ý đến hành vi này ẩn nấp trong phương trình Schrödinger. Đó là vào năm 1949, nhưng kết quả của họ vẫn không được ai chú ý tới. Mười năm sau, Yakir Aharonov và David Bohm, làm việc tại trường đại học Bristol ở Anh, đã phát hiện lại hiệu ứng trên và vì một số nguyên do nào đó, tên tuổi của họ đã gây sự chú ý.

Vậy thì cái gì đang diễn ra? Hiệu ứng Aharonov-Bohm là bằng chứng cho thấy có nhiều điện trường và từ trường hơn người ta vẫn nghĩ. Bạn không thể tính được cỡ của hiệu ứng trên một hạt bằng cách chỉ xét các tính chất của điện trường và từ trường nơi hạt ở đó. Bạn còn phải tính đến các tính chất nơi nó không có ở đó.

Nhằm tìm lời giải đáp, các nhà vật lí quyết định khảo sát một tính chất của từ trường gọi là thế vec-tơ. Trong một thời gian dài, các thế vec-tơ chỉ được xem là những công cụ toán học thuận tiện – một dạng thể hiện nhanh cho các tính chất điện và từ không có bất kì tầm quan trọng thực tiễn nào. Nhưng hóa ra chúng mô tả cái gì đó thật sự rất thực tế.

Hiệu ứng Aharonov-Bohm chứng tỏ rằng thế vec-tơ làm cho một trường điện từ lớn hơn tổng các thành phần của nó. Ngay cả khi trường không có mặt ở đó, thì thế vec-tơ vẫn tác dụng một ảnh hưởng nào đó. Ảnh hưởng đó được nhìn thấy rõ ràng lần đầu tiên vào năm 1986 khi Akira Tonomura và các đồng nghiệp tại phòng thí nghiệm Hitachi ở Tokyo, Nhật Bản, đo được một chuyển động run lắc electron hết sức ma quái (Physical Review Letters, vol 48, tr. 1443).

Mặc dù khác xa với những hiện tượng hàng ngày, nhưng hiệu ứng Aharonov-Bohm có thể có những ứng dụng trong thế giới thực – trong các bộ cảm biến từ, chẳng hạn, hoặc những tụ điện nhạy trường và những bộ đệm lưu trữ dữ liệu cho các máy tính xử lí ánh sáng.

Theo New Scientist

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
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 11)
09/11/2018
Đầu năm 1982, tôi có viết một bài báo đề xuất rằng những khác biệt này phát sinh từ những thăng giáng lượng tử trong
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 10)
09/11/2018
Thế nhưng nhiều nhà khoa học không hài lòng với việc vũ trụ có một khởi đầu, bởi dường như nó ẩn ý rằng vật lí học
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 9)
09/11/2018
Chương 2 Vũ trụ đã ra đời như thế nào? Hamlet từng nói, “Tôi có thể bị mắc kẹt trong một vỏ hạt, và tôi tự xem mình
Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 2)
07/11/2018
CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Hình 1.1. Các chủ đề trong Chương 1 Trong chương này, bạn sẽ tìm thấy một tổng
Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 1)
07/11/2018
GIỚI THIỆU  Bạn có biết trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence-AI) đang làm thay đổi thế giới của chúng ta nhanh hơn
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 8)
04/11/2018
Kinh nghiệm hằng ngày của chúng ta khiến chúng ta nghĩ rằng mọi chuyện xảy ra phải có nguyên nhân do cái gì đó xảy ra trước
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 7)
04/11/2018
Một lĩnh vực còn lại mà tôn giáo ngày nay có thể quả quyết đó là nguồn gốc của vũ trụ, nhưng thậm chí ở đây khoa học
Vì sao lực hấp dẫn khác với những lực kia? (Phần 3)
04/11/2018
Máy va chạm lỗ đen Tóm lại, lực hấp dẫn quá khác biệt với các anh em lực còn lại của nó nên người ta ngờ rằng nó

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