Phải chăng Copenhagen đúng?
Cách hiểu Copenhagen đã thống trị cơ học lượng tử trong gần một thế kỉ, còn chúng ta nên xem xét nó như thế nào? Niels Bohr vẫn xem các hạt và các nguyên tử là vốn dĩ tất định luận, và xem hàm sóng chỉ là nỗ lực tốt nhất của chúng ta nhằm hình dung nó. Quan điểm này vận hành suôn sẻ khi giải những bài toán cơ lượng tử bình thường. Việc giải thích hệ vân giao thoa Young hay các orbital electron không thật sự phụ thuộc vào hàm sóng là một thực thể vật lí hay là một ý tưởng trừu tượng; trường hợp nào thì toán học cũng vận hành tốt.
Thế nhưng đào sâu thêm một chút vào tự nhiên, thì câu hỏi trên trở nên quan trọng hơn. Sự khác biệt giữa một sóng theo nghĩa đen và một sóng khái niệm có thể là một ma trận vô hạn các vũ trụ song song hoặc là chìa khóa giải mã bí ẩn của lực hấp dẫn lượng tử. Thách thức đối với các nhà vật lí lượng tử trong những thập niên sắp tới là xác định xem khái niệm nào trong số này là đúng. Tùy thuộc vào câu trả lời đó, nhận thức của chúng ta không những về tự nhiên, mà còn về vị thế của chúng ta trong Vũ trụ (hoặc đa vũ trụ), có thể sẽ trông rất khác.
“Tôi bị thuyết phục rằng (Chúa) không chơi xúc xắc.”
-- Albert Einstein
CHÚ GIẢI THUẬT NGỮ
Boson
Một hạt có ‘spin’ nguyên hoặc zero. Các hạt sơ cấp gọi là boson chuẩn, thường được tạo ra dưới dạng các hạt ảo, giữ một vai trò thiết yếu trong sự trung chuyển các lực cơ bản của tự nhiên giữa các fermion.
Bức xạ điện từ
Một hiện tượng tự nhiên gồm các sóng điện và sóng từ hòa quyện và tăng cường lẫn nhau. Nó có thể biểu hiện các tính chất rất khác nhau tùy thuộc vào bước sóng, tần số và năng lượng của nó, và truyền đi trong những gói năng lượng rời rạc gọi là photon biểu hiện đồng thời tính chất sóng và hạt.
Bức xạ gamma
Một dạng bức xạ điện từ năng lượng cao được giải phóng bởi các quá trình đa dạng, ví dụ như sự phân rã phóng xạ.
Electron
Một hạt sơ cấp khối lượng thấp mang điện tích âm. Các electron được tìm thấy trong các lớp vỏ orbital xung quanh hạt nhân nguyên tử.
Fermion
Hạt có spin bán nguyên, bao gồm mọi loại hạt vật chất sơ cấp (gọi là quark và lepton). Các fermion tuân theo nguyên lí loại trừ Pauli.
Hàm sóng
Một mô tả về trạng thái lượng tử của một hệ, thường được kí hiệu bằng chữ cái Hi Lạp Y (psi). Hàm sóng mô tả xác suất của một phép đo tiến hành trên một hệ lượng tử đem lại một kết quả nhất định.
Hạt alpha
Một hạt được giải phóng bởi sự phân rã phóng xạ gồm hai proton và hai neutron – tương đương với hạt nhân của một nguyên tử helium.
Hạt beta
Một hạt được giải phóng bởi sự phân rã phóng xạ - thường là electron, và, đôi khi, là positron. Hạt beta được giải phóng từ các hạt nhân nguyên tử không bền, khi một neutron chuyển hóa thành proton, hoặc ngược lại (nhưng hiếm hơn).
Hạt ảo
Một hạt tự phát sinh ra và tồn tại trong một khoảng thời gian cực ngắn, là kết quả của nguyên lí bất định Heisenberg khi áp dụng cho thời gian và năng lượng. Các hạt ảo được tạo ra dưới dạng các cặp hạt-phản hạt, và tác dụng như các boson chuẩn trung chuyển các lực cơ bản của tự nhiên.
Hằng số Planck
Một hằng số vật lí giúp xác định các liên hệ cấp lượng tử, ví dụ như liên hệ giữa tần số của một photon và năng lượng mà nó có.
Lepton
Một gia đình hạt sơ cấp không chịu lực hạt nhân mạnh, gồm electron và các neutrino.
Lớp vỏ orbital
Một vùng vây xung quanh hạt nhân nguyên tử, trong đó các electron được tìm thấy. Kích cỡ của orbital xác định năng lượng của electron được tìm thấy ở đó.
Lực cơ bản
Một trong bốn lực chi phối cách các hạt vật chất tương tác trong tự nhiên. Ba lực cơ bản, lực điện từ, lực yếu và lực mạnh, được mô tả bởi vật lí lượng tử, còn lực thứ tư, lực hấp dẫn, hiện nay chỉ được mô tả bởi thuyết tương đối rộng.
Lượng tử
Lượng nhỏ nhất khả dĩ của một tính chất nhất định có thể liên quan trong một tương tác vật lí. Những hiện tượng nhất định, ví dụ năng lượng của các sóng ánh sáng và của các electron trong nguyên tử, vốn dĩ bị ‘lượng tử hóa’ ở cấp độ nhỏ nhất. Vật lí lượng tử mô tả hành trạng kì lạ, đôi khi phản trực giác, phát sinh theo đó.
Moment động lượng
Tính chất của các vật chuyển động quay tương tự như động lượng, liên hệ với quán tính của chúng và tốc độ quay xung quanh trục.
Moment từ
Một tính chất xác định độ lớn của từ trường do một vật tạo ra, và độ cảm của nó trước sự ảnh hưởng của từ trường khác.
Neutron
Một hạt hạ nguyên tử trung hòa điện có cấu tạo gồm hai quark xuống và một quark lên, được tìm thấy trong hạt nhân nguyên tử.
Nguyên lí bất định Heisenberg
Một mối liên hệ tuyên bố rằng không thể đo đồng thời hai tính chất lượng tử ‘bổ sung’ (chẳng hạn, vị trí và động lượng của một hạt) với độ chuẩn xác hoàn hảo.
Nguyên lí loại trừ Pauli
Một quy tắc cấm các hạt fermion chiếm giữ “các trạng thái” y hệt nhau trong một hệ, và do đó chịu trách nhiệm cho phần lớn cấu trúc của vật chất.
Nguyên tử
Đơn vị nhỏ nhất không thể chia nhỏ của vật chất biểu hiện các tính chất của một nguyên tố hóa học. Các nguyên tử có hạt nhân nhỏ bé gồm các proton tích điện dương và neutron trung hòa điện, vây xung quanh hạt nhân là một đám mây electron tích điện âm có số lượng cân bằng với số lượng proton.
Photon
Một gói rời rạc của bức xạ điện từ có thể biểu hiện hành trạng vừa giống sóng vừa giống hạt.
Proton
Một hạt hạ nguyên tử nặng mang điện tích dương, được tìm thấy trong hạt nhân nguyên tử và có cấu tạo gồm hai quark lên và một quark xuống.
Quark
Một hạt sơ cấp được tìm thấy trong các ‘mùi’ khác nhau, chịu trách nhiệm cho phần lớn khối lượng trong vật chất.
Số ảo
Một hệ thống số dựa trên căn bậc hai của -1, kí hiệu là i. Mặc dù i không tồn tại như một số ‘thực’, song cần có nó để giải các phương trình phức, trong đó có nhiều phương trình mô tả vật lí lượng tử.
Spin
Một tính chất của các hạt hạ nguyên tử, tương tự như moment động lượng ở những vật thể lớn hơn, làm ảnh hưởng đến nhiều phương diện hành trạng của chúng.
Vạch quang phổ
Các vạch trong quang phổ ánh sáng với những bước sóng nhất định, được gây ra bởi sự phát xạ hay hấp thụ ánh sáng khi các electron di chuyển giữa các lớp vỏ orbital hay các mức năng lượng bên trong nguyên tử.
Vector
Một thực thể toán học có cả độ lớn và một chiều nhất định. Nhiều tính chất lượng tử được mô tả theo các số hạng vector.
Vật lí Lượng tử Tốc hành
Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
