Thí nghiệm mới của Trung Quốc bác bỏ dự đoán hàng thế kỉ của Einstein

Các nhà vật lý Trung Quốc đã thực hiện thành công thí nghiệm tưởng tượng của Einstein để chứng minh quan điểm của ông về thế giới lượng tử là không chính xác.

Ngày 5.12, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc công bố một kết quả chấn động trên tạp chí vật lý hàng đầu Physical Review Letters.

Dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Pan Jianwei, người được mệnh danh là cha đẻ lượng tử của Trung Quốc, nhóm đã chế tạo thành công một thiết bị đủ nhạy để giải quyết cuộc tranh luận kéo dài gần 1 thế kỉ giữa hai thiên tài vật lý vĩ đại nhất lịch sử là Albert Einstein và Niels Bohr (1885-1962), nhà vật lý lý thuyết người Đan Mạch, một trong những tượng đài lớn nhất của vật lý hiện đại và là người đặt nền móng cho cơ học lượng tử.

Nguồn gốc của nghiên cứu này bắt đầu từ Hội nghị Solvay lịch sử năm 1927 tại Brussels. Tại đây, Albert Einstein đã đưa ra một phiên bản sửa đổi của thí nghiệm hai khe nổi tiếng nhằm bác bỏ quan điểm của Niels Bohr.

Ông Bohr tin trong thế giới lượng tử, con người không thể quan sát đồng thời cả đường đi của hạt và mẫu giao thoa của nó. Ông cho rằng đây là quy luật cơ bản của tự nhiên, trong khi Albert Einstein không đồng ý và tin đây chỉ là hạn chế về kỹ thuật đo đạc.

Để chứng minh Niels Bohr sai, Albert Einstein đã tưởng tượng ra một kịch bản là đặt một bức tường di động có hai khe trước màn hình. Theo lý thuyết của ông, nếu một hạt photon đi qua một khe, nó sẽ tạo ra một cú hích cực nhỏ làm bức tường giật lùi. Nếu đo được cú hích này, ta sẽ biết photon đi qua khe nào mà không làm phá vỡ mô hình sóng.

Tuy nhiên, trong nhiều thập kỉ, ý tưởng này vẫn nằm trên giấy vì cú hích của một photon là quá nhỏ để đo đạc bằng công nghệ thời đó.

Nhóm của ông Pan Jianwei đã giải quyết bài toán bất khả thi này bằng cách sử dụng một nguyên tử rubidium đơn lẻ được làm lạnh để đóng vai trò là bức tường di động trong ý tưởng của Einstein. Các nhà nghiên cứu đã dùng tia laser để giữ nguyên tử này.

Kết quả thực nghiệm cho thấy khi bẫy laser được nới lỏng để nguyên tử có thể di chuyển nhẹ (giúp đo được cú hích và xác định đường đi của photon), hệ vân giao thoa đặc trưng của tính chất sóng lập tức biến mất. Ngược lại, khi giữ chặt nguyên tử để không đo được chuyển động, hệ vân giao thoa lại xuất hiện rõ ràng.

Thí nghiệm này đã xác nhận hoàn toàn quan điểm của Niels Bohr về việc khi quan sát đặc tính này sẽ xóa bỏ đặc tính kia.

Các nhà bình duyệt quốc tế đã ca ngợi công trình này là một đóng góp đáng kể cho nền tảng cơ học lượng tử và là sự hiện thực hóa sách giáo khoa tuyệt đẹp cho thí nghiệm tưởng tượng trăm năm tuổi của Einstein.

THEO LAO DONG