Các nhà vật lý nói rằng họ đã tạo ra được "lỗ giun" trong thế giới lượng tử, thực hư ra sao?

[thuha19051234]

Một nhóm các nhà vật lý gần đây đã phát hiện các hệ thống lượng tử có thể bắt chước "lỗ sâu đục" (hay lỗ giun). Đó là những lối tắt xuyên không thời gian có thể vượt qua các giới hạn tốc độ vũ trụ của thuyết tương đối, trong đó các hệ thống cho phép truyền thông tin tức thời giữa các địa điểm ở xa.
Các nhà nghiên cứu cho rằng, những phát hiện này sẽ có ý nghĩa đối với việc thăm dò lực hấp dẫn lượng tử - thuật ngữ này được sử dụng để kết hợp cơ học lượng tử và lực hấp dẫn Newton. Lực hấp dẫn này cũng không ảnh hưởng đến các hạt lượng tử theo cách nó tác động đến các vật thể cổ điển.
Nhà vật lý Maria Spiropulu cho biết "Mối quan hệ giữa rối lượng tử, không thời gian và lực hấp dẫn lượng tử là một trong những câu hỏi quan trọng nhất trong vật lý cơ bản và là một lĩnh vực nghiên cứu lý thuyết tích cực. Chúng tôi đã tìm thấy một hệ lượng tử thể hiện các tính chất chính của lỗ sâu hấp dẫn, nhưng đủ nhỏ để thực hiện trên phần cứng lượng tử ngày nay."
Theo đó, mô phỏng lỗ sâu đục này tương tự lỗ đen hoặc siêu tân tinh do máy tính tạo ra. Các nhà vật lý vẫn chưa thấy bất kỳ điều kiện nào mà một lỗ sâu đục có thể di chuyển qua để tạo ra nó, có lẽ cần phải có một năng lượng tiêu cực trước đó.

Lỗ giun - đường hầm du hành xuyên không gian-thời gian
Tuy nhiên, nhà vật lý lý thuyết Columbia, Peter Woit nói rằng "Tuyên bố tạo ra lỗ giun trong thế giới lượng tử hoàn toàn là chuyện nhảm nhí, với chiến dịch khổng lồ nhằm đánh lừa công chúng đó là điều ô nhục vô ích đối với độ tin cậy của nghiên cứu vật lý nói riêng và khoa học nói chung."
Mục đích chính của nghiên cứu chỉ là làm sáng tỏ một khái niệm được gọi là lực hấp dẫn lượng tử, tìm cách thống nhất các lý thuyết về thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử. Bởi 2 lý thuyết này vốn đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ giải thích cách thức hoạt động của lực hấp dẫn, cách thế giới hạ nguyên tử được cấu trúc tương ứng, nhưng chúng thiếu sự ăn khớp với nhau.
Một nhóm nghiên cứu khác vào năm 2017 cũng đã chứng minh rằng các lỗ sâu đục theo lý thuyết trong không thời gian được mô tả theo lực hấp dẫn sẽ giống với việc truyền thông tin lượng tử. Vấn đề này cũng đã được xem xét vài năm bởi nhóm các nhà vật lý nói trên. Họ muốn chỉ ra rằng, không chỉ mối quan hệ là tương đương, mà thông tin được truyền đi có thể được mô tả bằng lực hấp dẫn hoặc liên quan đến sự vướng víu lượng tử. Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng bộ xử lý lượng tử Sycamore tại Google.

Alexander Zlokapa, một thành viên của nhóm nói rằng họ đã thực hiện một loại dịch chuyển tức thời lượng tử tương đương với một lỗ sâu đục có thể di chuyển được trong bức tranh hấp dẫn. Họ nói rằng đã đơn giản hóa hệ thống lượng tử thành mô hình nhỏ nhất bảo toàn các đặc tính hấp dẫn để có thể triển khai nó trên bộ xử lý lượng tử Sycamore.
Họ đã đặt một bit lượng tử vào một hệ thống lượng tử đặc biệt và quan sát thấy thông tin thoát ra từ một hệ thống khác. Thông tin mà họ đưa vào một hệ lượng tử đã đi qua lượng tử tương đương với một lỗ sâu đục để thoát ra khỏi hệ kia. Việc dịch chuyển thông tin lượng tử đồng thời cũng là điều được mong đợi từ góc độ vật lý lượng tử.
Nhóm nghiên cứu nói trên cũng dự định sẽ xây dựng các hệ thống lượng tử phức tạp hơn để kiểm tra xem việc truyền thông tin lượng tử này có thể thay đổi như thế nào trong một thiết lập thử nghiệm phức tạp hơn.

>>>Loài người sẽ có thang máy không gian để dạo chơi trong vũ trụ trong 20 năm nữa

Nguồn gizmodo
sciencealert