Thế giới lượng tử kì bí: Tác dụng ma quỷ từ xa

Erwin Schrödinger gọi nó là “đặc điểm tiêu biểu” của thuyết lượng tử. Einstein thì không thể tin vào nó chút nào, ông nghĩ rằng nó chứng minh rằng thuyết lượng tử thật sự là một thứ ma quỷ. Đó là sự rối: ý tưởng cho rằng các hạt có thể liên hệ với nhau theo kiểu sao cho làm thay đổi trạng thái của một hạt tức thì ảnh hưởng đến hạt kia, cho dù chúng ở cách xa nhau hàng năm ánh sáng.

alt

Sự rối có một thách thức lớn đối với quan điểm của chúng ta về thế giới.
(Ảnh: Allan Baxter / The Image Bank / Getty)

“Tác dụng ma quỷ xuyên khoảng cách” này, nói theo lời Einstein, là một đòn mạnh giáng vào quan niệm của chúng ta về sự hoạt động của thế giới. Năm 1964, nhà vật lí John Bell thuộc Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) ở Geneva, Thụy Sĩ, đã giải quyết vấn đề đó một cách nghiêm túc. Ông tính ra được một bất đẳng thức toán học chứa mối tương quan tối đa giữa các trạng thái của các hạt cách xa nhau trong những thí nghiệm trong đó thỏa mãn ba điều kiện “hợp lí”: các nhà thí nghiệm có quyền tự do thiết lập cái họ muốn; các tính chất hạt đang được đo là có thực và đã tồn tại trước, chứ không phải trong tíc tắc lúc tiến hành đo; và không có tác dụng nào truyền nhanh hơn tốc độ ánh sáng, giới hạn tốc độ trong vũ trụ.

Như nhiều thí nghiệm kể từ đó cho thấy, cơ học lượng tử vi phạm bất đẳng thức Bell một cách đều đặn, mang lại những mức độ tương quan mà trên đó không biết các điều kiện của ông có còn đúng không. Điều đó đưa chúng ta vào một nan đề triết học. Có phải chúng ta không có quyền tự do quyết định xem nên đo cái gì, và đo như thế nào? Đó không phải là lựa chọn hàng đầu của bất kì ai. Có phải các tính chất của các hạt lượng tử là không có thật – nghĩa là chẳng có gì là có thật cả, mà chỉ tồn tại như là một hệ quả của sự tri giác của chúng ta? Đó là câu hỏi có nhiều người muốn trả lời hơn, nhưng nó khó mang lại cho chúng ta thêm sự sáng suốt.

Hay là thật sự có một tác dụng truyền đi nhanh hơn ánh sáng? Vinh danh cho đất nước Thụy Sĩ vốn nổi tiếng định thời gian chính xác, vào năm 2008, nhà vật lí Nicolas Gisin và các đồng nghiệp của ông tại trường đại học Geneva đã chỉ ra rằng, nếu thực tại và sự tự do được giữ vững, thì tốc độ truyền của các trạng thái lượng tử giữa các photon vướng víu giữ ở hai nơi cách xa nhau 18 km là đâu đó chừng 10 triệu lần tốc độ ánh sáng (Nature, vol 454, p 861).

Cho dù câu trả lời thật sự là gì, thì nó sẽ thật kì lạ. Hãy chào đón thực tại lượng tử.

Theo New Scientist