Quy tắc Born
Quy tắc Born là một phép tính xác suất trông tưởng chừng đơn giản để một hạt tồn tại ở một vị trí cho trước dọc theo hàm sóng của nó. Nói cách khác, nếu chúng ta tiến hành một phép đo để xem hạt có ở vị trí đó hay không, thì quy tắc Born (do nhà vật lí Max Born khám phá vào năm 1926) cho chúng ta biết xác suất chúng ta thật sự sẽ tìm thấy nó ở đó.
Xác suất Born đơn giản là bình phương biên độ của hàm sóng – tức là độ cao của đường cong trên biểu diễn đồ thị của hàm sóng – tại một vị trí nhất định. Yếu tố gây nhầm lẫn của sự đơn giản này phát sinh từ thực tế rằng, nếu chúng ta khảo sát sâu thêm chút nữa về sự vận hành của vật lí lượng tử, thì chúng ta chẳng thể tìm ra lí do nào giải thích thỏa mãn vì sao bình phương của biên độ (biên độ nhân với chính nó) lại cho ta xác suất này. Biết tầm quan trọng của quy tắc Born đối với vật lí lượng tử, đây là một bí ẩn nổi cộm, song quy tắc Born cung cấp mối liên hệ giữa các dự đoán lí thuyết về các tính chất lượng tử và khả năng của chúng ta đo lường thực nghiệm chúng trong phòng thí nghiệm.
Các trạng thái lượng tử
Với nhiều số lượng tử khác nhau tác động ở cấp hạ nguyên tử, cùng với hàm sóng làm mọi thứ phức tạp thêm nữa, chỉ việc xác định tính chất của một hệ lượng tử thôi cũng dễ dàng trở nên nan giải. Tuy nhiên, may thay, một khái niệm gọi là “trạng thái lượng tử” đã đem lại một cách thuận tiện trong đó gói ghém mọi thông tin về một hệ lượng tử, từ vị trí và động lượng của nó cho đến các số lượng tử của nó.
Tuy nhiên, bởi lẽ vật lí lượng tử vốn dĩ mang tính xác suất, nên trạng thái lượng tử ấy phải là một phân bố gồm mọi giá trị khả dĩ cho tất cả các tính chất đã kể trên. Chẳng hạn, xét một hạt alpha bị bắt giữ trong cái gọi là “giếng thế” được tạo ra bởi rào chắn Coulom vây quanh một hạt nhân nguyên tử, với một hàm sóng phân tán vượt quá rào chắn. Trạng thái lượng tử ấy bao gồm mọi kết cục cho hàm sóng của hạt, bao gồm xác suất để nó vẫn ở lại trong giếng thế lẫn xác suất để nó thoát ra ngoài. “Bản tính nước đôi” này ngự tại trung tâm của một số khía cạnh kì lạ nhất của vật lí lượng tử.
Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>
