Tại sao chúng ta khó nhìn thấy ‘con mèo’ lượng tử?

Có những vũ trụ song song hay không? Và làm thế nào chúng ta biết được? Đây là một trong nhiều đam mê mà nhiều người không tiếc thời gian lao mình vào thế giới lượng tử. Các nhà nghiên cứu ở trường đại học Calgary và Waterloo ở Canada và Đại học Geneva ở Thụy Sĩ vừa công bố một bài báo trên tạp chí Physical Review Letters giải thích tại sao chúng ta thường không nhìn thấy các hiệu ứng vật lí của cơ học lượng tử.

“Vật lí lượng tử hoạt động rất tốt ở cấp bậc vi mô nhưng khi tiến tới cấp bậc vĩ mô, nó gần như không thể nào đếm số lượng photon cho tốt. Chúng tôi đã chứng minh rằng điều này khiến người ta khó nhìn thấy những hiệu ứng này trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta,” phát biểu của tiến sĩ Christoph Simon, giảng viên tại Khoa Vật lí và Thiên văn học trường Đại học Calgary và là một trong những tác giả đứng tên của bài trên.

 

Christoph Simon

Christoph Simon. (Ảnh: Đại học Calgary)

Người ta đã biết rõ rằng các hệ lượng tử rất mong manh. Khi một photon tương tác với môi trường của nó, thì chỉ cần một chút tác động nhỏ xíu thôi, sự chồng chất sẽ bị hỏng mất. Sự chồng chất là một nguyên lí cơ bản của vật lí lượng tử, nó phát biểu rằng các hệ có thể đồng thời tồn tại ở mọi trạng thái có thể có của chúng. Nhưng khi đo đạc, người ta chỉ nhận được kết quả của một trong những trạng thái đó.

Hiệu ứng này gọi là mất kết hợp, và nó đã được nghiên cứu sâu rộng trong những thập niên qua. Quan điểm mất kết hợp được nêu dưới dạng một thí nghiệm tưởng tượng do Erwin Schrödinger nghĩ ra – ông là một trong những người sáng lập của vật lí lượng tử, trong nghịch lí con mèo nổi tiếng của ông: một con mèo ở trong một cái hộp vừa chết vừa sống đồng thời.

Nhưng, theo các tác giả của nghiên cứu này, hóa ra sự mất kết hợp không phải là lí do duy nhất khiến các hiệu ứng lượng tử khó nhìn thấy. Việc nhìn vào các hiệu ứng lượng tử đòi hỏi những phép đo cực kì chính xác. Simon và đội của ông đã nghiên cứu một thí dụ mẫu cho một “con mèo” như thế bằng cách sử dụng một trạng thái lượng tử nhất định có liên quan đến một số lượng lớn photon.

“Chúng tôi chỉ ra rằng để nhìn thấy bản chất lượng của trạng thái này, người ta phải có thể đếm số lượng photon có trong nó một cách chính xác,” Simon nói. “Yêu cầu trở nên khó khăn hơn khi số lượng photon tăng lên. Việc phân biệt một photon với hai photon là nằm trong tầm với của công nghệ hiện nay, nhưng việc phân biệt một triệu photon với một triệu lẻ một photon thì không.”

Dịch bởi Trọng Nhân – thuvienvatly.com
Nguồn: Đại học Calgary (web)

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


Sinh viên Mĩ giải được bài toán electron 60 năm tuổi
14/12/2017
Trong sáu thập niên qua, các nhà khoa học vẫn hằng tìm kiếm một luồng electron ẩn náu ở gần Trái Đất nhưng chưa hề tìm
10 đột phá vật lí của năm 2017
13/12/2017
Tạp chí Physics World của Anh bình chọn các thành tựu quan trắc đa kênh liên quan đến sóng hấp dẫn là Đột phá của năm
Trump lệnh cho NASA trở lại Mặt Trăng
12/12/2017
Lần cuối các nhà du hành vũ trụ người Mĩ đặt chân lên Mặt Trăng là hồi những năm 1970. Tổng thống Mĩ Donald Trump muốn
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 2)
07/12/2017
6. Sự át trội của vật chất tối Hồi thập niên 1970, Vera Rubin không những đã có một khám phá vũ trụ học đồ sộ, mà trong
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 1)
05/12/2017
Những phát hiện không những làm thay đổi thế giới, mà còn thách thức cách chúng ta nhìn nhận sự tồn tại của mình và vị
Moment từ proton được đo chính xác nhất từ trước đến nay
26/11/2017
Các nhà vật lí ở Đức vừa đo được moment từ của proton đến sai số 0,3 phần tỉ. Giá trị này tốt gấp 11 bậc so với phép
Kiểm tra bản chất lượng tử của lực hấp dẫn
26/11/2017
Bất chấp hàng thập kỉ nỗ lực phấn đấu, một lí thuyết về lực hấp dẫn lượng tử vẫn nằm ngoài tầm với của chúng
Lỗ đen ăn thịt sao và ợ ra tia vũ trụ
26/11/2017
Kịch bản sao lùn trắng bị lỗ đen xé xác có thể giải thích được những cơn mưa tia vũ trụ và neutrino mà chúng ta thấy trên
Vui Lòng Đợi

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