Lí thuyết nhiễu loạn
Trong khi các nhà vật lí có thể tính ra nghiệm cho các toán tử Hamiltonian tương ứng với, nói ví dụ, một dao động tử điều hòa lượng tử hay các mức năng lượng của nguyên tử hydrogen đến với chính xác cao, song đây đều là những kịch bản lí tưởng hóa đẹp đẽ. Các toán tử Hamiltonian nhanh chóng trở nên khó giải chính xác hơn khi phương trình Schrödinger phức tạp hơn.
Lí thuyết nhiễu loạn là một thủ thuật được các nhà vật lí sử dụng để giải quyết vấn đề này. Ý tưởng là bắt đầu với một hệ lượng tử đơn giản, ví dụ một nguyên tử hydrogen, sau đó thêm một toán tử Hamiltonian vào ‘làm nhiễu’ nó, vặn nó đi một chút. Kết quả là một hệ mà chúng ta đã biết nghiệm rồi, với những hiệu chỉnh hay biến đổi nhỏ thêm vào cho các số lượng tử, ví dụ như các mức năng lượng. Đây là phương pháp được dùng để tính ra các biến thiên mức năng lượng gây ra bởi các hiện tượng như hiệu ứng Stark. Các hệ đơn giản tác dụng như những hòn đá thử vàng, cho phép các nhà vật lí lấy các nghiệm đã biết và dùng chúng để khảo sát nghiệm cho những hệ phức tạp hơn.
Tác dụng điện trường làm tách các vạch phổ của hydrogen (được biểu thị bởi số lượng tử chính n) thành vô số mức con, đôi khi chồng lên nhau. Hiện tượng được gọi là hiệu ứng Stark và được lập mô hình tốt nhất bởi lí thuyết nhiễu loạn.
Vũ trụ
Bí ẩn lớn nhất trong mọi khoa học là nguồn gốc của Vũ trụ. Nó đã ra đời như thế nào? Nó đã tiến hóa như thế nào kể từ buổi bình minh của thời gian? Có cái gì trước nó và sau nó hay không? Có những vũ trụ khác hay không, và điều này có ý nghĩa gì đối với sự sống trên Trái Đất?
Xuyên suốt các thời đại, thần thoại, mê tín, và tôn giáo đã cố gắng đưa ra lời đáp cho những câu hỏi này, nhưng chỉ tương đối gần đây thì khoa học mới có thể đóng góp có ý nghĩa cho cuộc tranh luận. Các kính thiên văn của chúng ta thăm dò càng ngày càng xa vào Vũ trụ, trong khi các kính hiển vi của chúng ta xâm nhập sâu hơn vào thế giới hạ nguyên tử trong đó vật lí lượng tử trị vì. Đồng thời, chúng bắt đầu đưa ra lời đáp, thường viện dẫn các hiệu ứng cấp lượng tử, tuy nhiên lại không có ảnh hưởng đáng kể lên những cấp độ lớn nhất trong Vũ trụ. Thật vậy, có lẽ bản chất thất thường của các đầu sóng và các thăng giáng lượng tử đã ấn định hình dạng Vũ trụ của chúng ta ngay trước khi phần nhỏ đầu tiên của một giây kịp trôi qua.
Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>
