Sự vướng víu lượng tử là gì?

Sự vướng víu lượng tử trong vật lý

Sự vướng víu lượng tử là một trong những nguyên tắc trung tâm của vật lý lượng tử, mặc dù nó cũng rất dễ bị hiểu lầm. Nói tóm lại, vướng víu lượng tử có nghĩa là nhiều hạt được liên kết với nhau theo cách đo trạng thái lượng tử của một hạt xác định trạng thái lượng tử có thể có của các hạt khác. Kết nối này không phụ thuộc vào vị trí của các hạt trong không gian. Thậm chí nếu bạn tách hạt vướng bởi hàng tỷ dặm, thay đổi một hạt sẽ gây ra một sự thay đổi trong khác. Mặc dù sự vướng víu lượng tử dường như truyền thông tin tức thời, nhưng nó không thực sự vi phạm tốc độ ánh sáng cổ điển vì không có “chuyển động” trong không gian.

Ví dụ vướng víu lượng tử cổ điển

Ví dụ kinh điển về sự vướng víu lượng tử được gọi là nghịch lý EPR. Trong phiên bản đơn giản của trường hợp này, hãy xem xét một hạt có spin lượng tử 0 phân rã thành hai hạt mới, Hạt A và Hạt B. Hạt A và Hạt B đi ngược hướng. Tuy nhiên, hạt ban đầu có spin lượng tử bằng 0. Mỗi hạt mới có spin lượng tử là 1/2, nhưng vì chúng phải cộng tới 0, một là +1/2 và một là -1/2.

Mối quan hệ này có nghĩa là hai hạt bị vướng mắc. Khi bạn đo độ xoáy của Hạt A, phép đo đó có tác động đến kết quả có thể bạn có được khi đo độ xoáy của Hạt B. Và đây không chỉ là một dự đoán lý thuyết thú vị mà đã được xác minh bằng thực nghiệm thông qua các thử nghiệm của Định lý Bell.

Một điều quan trọng cần nhớ là trong vật lý lượng tử, sự không chắc chắn ban đầu về trạng thái lượng tử của hạt không chỉ là thiếu kiến thức. Một tính chất cơ bản của lý thuyết lượng tử là trước khi thực hiện phép đo, hạt thực sự không có trạng thái xác định, nhưng nằm trong sự chồng chất của tất cả các trạng thái có thể. Đây là mô hình tốt nhất theo thí nghiệm tư duy vật lý lượng tử cổ điển, Schroedinger’s Cat, trong đó phương pháp cơ học lượng tử dẫn đến một con mèo không quan sát được cả sống và chết đồng thời.

Các hàm sóng của vũ trụ

Một cách để giải thích mọi thứ là coi toàn bộ vũ trụ là một hàm sóng duy nhất. Trong đại diện này, “hàm sóng của vũ trụ” này sẽ chứa một thuật ngữ xác định trạng thái lượng tử của mỗi hạt. Chính cách tiếp cận này đã mở ra cơ hội cho các tuyên bố rằng “mọi thứ đều được kết nối”, thường bị thao túng (có thể do cố ý hoặc thông qua sự nhầm lẫn trung thực) để kết thúc với những thứ như lỗi vật lý trong Bí mật.

Mặc dù cách giải thích này có nghĩa là trạng thái lượng tử của mọi hạt trong vũ trụ ảnh hưởng đến hàm sóng của mọi hạt khác, nhưng nó thực hiện theo cách chỉ mang tính toán học. Thực sự không có loại thử nghiệm nào có thể – thậm chí về nguyên tắc – khám phá hiệu ứng ở một nơi hiển thị ở một vị trí khác.

Ứng dụng thực tế của sự vướng víu lượng tử

Mặc dù sự vướng víu lượng tử có vẻ giống như khoa học viễn tưởng kỳ quái, nhưng đã có những ứng dụng thực tế của khái niệm này. Nó đang được sử dụng cho truyền thông không gian sâu và mật mã. Ví dụ, Nhà thám hiểm Môi trường và Bụi Khí quyển Mặt trăng (LADEE) của NASA đã trình bày cách sử dụng sự vướng víu lượng tử để tải lên và tải xuống thông tin giữa tàu vũ trụ và máy thu trên mặt đất.

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở công tỷ, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu!

Related Articles

Back to top button