Một nhóm vật lý quốc tế, bao gồm các nhà khoa học làm việc tại Đại học Queensland, đã tiến gần đến một "đường rò" (loop-hole) trong một thí nghiệm giải thích một trong những hiện tượng kỳ lạ nhất của khoa học, sự vướng víu lượng tử.
Vướng víu lượng tử là một hiện tượng lượng tử liên kết giữa hai hạt (như photon chẳng hạn) theo cách, cứ làm thay đổi trạng thái của một hạt thì lập tức ảnh hưởng đến hạt kia một cách tức thời, thậm chỉ khi chúng cách nhau cả năm ánh sáng.
"Mặc dù thành công vang dội của cơ học lượng tử, sự đầy đủ về mặt thực nghiệm của hiện tượng vẫn chưa được chứng minh sau hơn 75 năm," tiến sĩ Alessandro Fedrizzi hiện đang làm việc tại chuyên nghành toán và vật lý tại đại học Queensland cho biết.
Vào năm 1935, các nhà vật lý Albert Einstein, Boris Podolsky và Nathan Rosen (EPR) lập luận trong một bài báo nổi tiếng rằng "miêu tả của cơ học lượng tử vào thế giới thực tại vật lý là chưa hoàn chỉnh".
Ảnh minh họa
Theo EPR, tồn tại một vài biến số khác (ẩn biến-hidden variable, như cách gọi của 3 tác giả trên) dùng để giải thích các kết quả chẳng mấy trực quan của thực nghiệm liên quan đến các hạt vướng víu.
Năm 1964, John Bell đưa ra bất đẳng thức Bell làm cơ sở cho việc kiểm tra sự tồn tại của các ẩn biến này.
Trong một thí nghiệm, bất đẳng thức này chứng tỏ rằng các tương quan lượng tử có thể mạnh hơn khi được giải thích bằng lý thuyết ẩn biến địa phương được đưa ra trước đó bởi EPR.
Trong thực tiễn, điều này có thể được thực hiện bằng cách biểu diễn các phép đo bằng hai hạt lượng tử tách biệt.
Đa số thí nghiệm kiểm tra (thí nghiệm Bell-Bell's tests) đều phù hợp với các nguyên lý của cơ học lượng tử, nhưng các nhà nghiên cứu vẫn nghi ngờ về giá trị của những kiểm nghiệm này do nhận thấy sự tồn tại của các "đường rò" như đường rò dò tìm hạt (detection loophole-không phải tất cả các hạt đều dò tìm được), đường rò địa phương (locality loophole-hệ quả của một phép đo có thể ảnh hưởng đến hệ quả của một phép đo khác), hoặc tính tùy ý trong việc lựa chọn các đường rò (the freedom of choice loophole-sự lựa chọn trong tập hợp các đường rò ảnh hưởng hoặc bị ảnh hưởng bởi các ẩn biến của các cặp hạt).
Trong nghiên cứu mới đây, được đăng tải trực tuyến trên chuyên san của Viện hàn lâm khoa học Hoa Kỳ (PNAS) vào ngày 1/11/2010, một nhóm nghiên cứu đã dẫn ra một thí nghiệm Bell nhằm thu gọn hai đường rò trong số đó: địa phương và, lần đầu tiên, sự tùy ý chọn lựa.
Các nhà nghiên cứu sắp đặt các photon vướng víu ở hai đảo thuộc Đại Tây Dương. Họ tiến hành đo đạc cẩn thận vị trí và số sự kiện bức xạ photon, tập hợp các lựa chọn (được tạo bởi những cái sinh số lượng tử-quantum number generator) và các phép đo (được tiến hành bởi những cái chuyển quang điện tốc độ cao).
Với bốn phép đo dài 600 giây trên khoảng cách 144km, các nhà nghiên cứu đếm được 19.917 cặp photon vướng víu, vi phạm bất đẳng thức Bell.
Các tác giả đi đến kết luận, thí nghiệm này là gần nhất với thí nghiệm Bell đường rò-(lựa chọn đường rò) tự do (loophole-free Bell's test) được thực hiện tới đây.
"Chúng ta sẽ tiếp tục theo đuổi thí nghiệm Bell đường rò-tự do và có thể thành công trong thời gian tới," tiến sĩ Fedrizzi cho biết.
"Tuy nhiên, việc đạt đến gần sự tự do chọn lựa các đường rò sẽ làm giảm uy thế của những lý thuyết cổ điển hiện đang dùng để giải thích cơ học lượng tử và là bước tiến căn bản trong việc nắm bắt vấn đề này trong khoa học."
Theo Physorg.com
