Có lẽ bạn đã từng nghe qua về sự khác biệt giữa cơ học cổ điển và cơ học lượng tử. Thật ra, hai lĩnh vực này có thể không giống nhau cho lắm, đặc biệt khi chúng ta nói đến các hiện tượng của vật lý hạ nguyên tử, nơi mà mọi thứ trở nên khá kỳ quặc. Một trong những khía cạnh thú vị của cơ học lượng tử là hiện tượng "rối lượng tử", nơi mà trạng thái của một hạt có thể được xác định chỉ bằng cách quan sát trạng thái của hạt đi kèm, bất kể khoảng cách là bao xa. Điều này thật sự mâu thuẫn với những gì mà cơ học cổ điển đã chỉ ra, đến mức Albert Einstein còn phải mô tả hiện tượng này là "hành động kỳ lạ từ xa".
Khái niệm này được gọi là "phi địa phương trong lượng tử", tức là các vật thể có thể bị ảnh hưởng qua những khoảng cách mà tưởng chừng vượt quá tốc độ ánh sáng, trong khi đó cơ học cổ điển lại tuân theo lý thuyết địa phương, tức là các vật thể chỉ bị ảnh hưởng bởi những gì xung quanh chúng. Rõ ràng đây là một sự phân chia rõ rệt, được giải thích bởi định lý nổi tiếng về không thể, được biết đến với tên gọi nghịch lý Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ), khẳng định rằng lý thuyết lượng tử không thể được mô tả bằng các phương pháp định nghĩa thực tế địa phương.
Điều thú vị là, nghịch lý GHZ, được đặt theo tên các nhà vật lý đã mô tả nó vào năm 1989, cho thấy rằng nếu các hạt chỉ bị ảnh hưởng bởi khoảng cách gần, chúng sẽ dẫn đến những điều không thể tính toán được. Ví dụ, như đã được báo New Scientist đưa tin, nghịch lý này thậm chí có thể được diễn tả qua một phép tính mà tại đó 1 lại bằng -1. Nghịch lý này rất hữu ích để chỉ ra rằng các thuộc tính lượng tử không thể được mô tả bằng các phương pháp cổ điển. Mới đây, một bài báo được xuất bản trong tạp chí Science Advances đã quyết định kiểm tra xem những nghịch lý này có thể kỳ quặc đến đâu.
Một đội ngũ khoa học quốc tế đã đặt ra mục tiêu xem các hạt ánh sáng không cổ điển có thể kỳ lạ đến mức nào và kết quả thực sự có thể vượt xa sự tưởng tượng của các tác giả. Thí nghiệm cực kỳ kỹ thuật này đã tạo ra các photon, hay còn gọi là các hạt ánh sáng, tồn tại trong 37 chiều. Cũng giống như bạn và mình tồn tại trong ba chiều - cộng thêm một chiều tạm thời - những photon này lại cần đến 37 điểm tham chiếu tương tự.
Zhenghao Liu, một trong các tác giả nghiên cứu từ Trường Đại học Kỹ thuật Đan Mạch, đã chia sẻ với New Scientist rằng: "Thí nghiệm này cho thấy vật lý lượng tử không cổ điển hơn nhiều so với những gì chúng ta từng nghĩ. Có thể, sau 100 năm từ khi phát hiện, chúng ta vẫn chỉ đang thấy được phần nổi của tảng băng chìm".
Việc thực hiện thí nghiệm này không hề đơn giản, vì Liu và nhóm của anh đã phải đưa một phiên bản của nghịch lý GHZ vào ánh sáng đồng pha, thậm chí còn có cả màu sắc và bước sóng, để họ có thể dễ dàng điều khiển các photon. Điều này đã dẫn đến những "hiệu ứng không cổ điển tối đa trong thế giới lượng tử" mà Liu đã chia sẻ với New Scientist.
Nhóm nghiên cứu tin rằng công trình này đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu trong tương lai. Họ hy vọng rằng những phát hiện này có thể được áp dụng để xây dựng những lợi thế lượng tử mạnh mẽ hơn trong các hệ thống có chiều cao. Vậy nên, nếu chúng ta chỉ mới khám phá được phần nổi của tảng băng chìm, hãy tưởng tượng xem những đột phá lượng tử nào đang ẩn mình dưới bề mặt!
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/a65104608/light-37-dimensions-quantum-mechanics/
Khái niệm này được gọi là "phi địa phương trong lượng tử", tức là các vật thể có thể bị ảnh hưởng qua những khoảng cách mà tưởng chừng vượt quá tốc độ ánh sáng, trong khi đó cơ học cổ điển lại tuân theo lý thuyết địa phương, tức là các vật thể chỉ bị ảnh hưởng bởi những gì xung quanh chúng. Rõ ràng đây là một sự phân chia rõ rệt, được giải thích bởi định lý nổi tiếng về không thể, được biết đến với tên gọi nghịch lý Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ), khẳng định rằng lý thuyết lượng tử không thể được mô tả bằng các phương pháp định nghĩa thực tế địa phương.
Điều thú vị là, nghịch lý GHZ, được đặt theo tên các nhà vật lý đã mô tả nó vào năm 1989, cho thấy rằng nếu các hạt chỉ bị ảnh hưởng bởi khoảng cách gần, chúng sẽ dẫn đến những điều không thể tính toán được. Ví dụ, như đã được báo New Scientist đưa tin, nghịch lý này thậm chí có thể được diễn tả qua một phép tính mà tại đó 1 lại bằng -1. Nghịch lý này rất hữu ích để chỉ ra rằng các thuộc tính lượng tử không thể được mô tả bằng các phương pháp cổ điển. Mới đây, một bài báo được xuất bản trong tạp chí Science Advances đã quyết định kiểm tra xem những nghịch lý này có thể kỳ quặc đến đâu.
Một đội ngũ khoa học quốc tế đã đặt ra mục tiêu xem các hạt ánh sáng không cổ điển có thể kỳ lạ đến mức nào và kết quả thực sự có thể vượt xa sự tưởng tượng của các tác giả. Thí nghiệm cực kỳ kỹ thuật này đã tạo ra các photon, hay còn gọi là các hạt ánh sáng, tồn tại trong 37 chiều. Cũng giống như bạn và mình tồn tại trong ba chiều - cộng thêm một chiều tạm thời - những photon này lại cần đến 37 điểm tham chiếu tương tự.
Zhenghao Liu, một trong các tác giả nghiên cứu từ Trường Đại học Kỹ thuật Đan Mạch, đã chia sẻ với New Scientist rằng: "Thí nghiệm này cho thấy vật lý lượng tử không cổ điển hơn nhiều so với những gì chúng ta từng nghĩ. Có thể, sau 100 năm từ khi phát hiện, chúng ta vẫn chỉ đang thấy được phần nổi của tảng băng chìm".
Việc thực hiện thí nghiệm này không hề đơn giản, vì Liu và nhóm của anh đã phải đưa một phiên bản của nghịch lý GHZ vào ánh sáng đồng pha, thậm chí còn có cả màu sắc và bước sóng, để họ có thể dễ dàng điều khiển các photon. Điều này đã dẫn đến những "hiệu ứng không cổ điển tối đa trong thế giới lượng tử" mà Liu đã chia sẻ với New Scientist.
Nhóm nghiên cứu tin rằng công trình này đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu trong tương lai. Họ hy vọng rằng những phát hiện này có thể được áp dụng để xây dựng những lợi thế lượng tử mạnh mẽ hơn trong các hệ thống có chiều cao. Vậy nên, nếu chúng ta chỉ mới khám phá được phần nổi của tảng băng chìm, hãy tưởng tượng xem những đột phá lượng tử nào đang ẩn mình dưới bề mặt!
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/a65104608/light-37-dimensions-quantum-mechanics/
