Lần đầu quan sát hiệu ứng lượng tử vật thể vĩ mô

Tạp chí “Tự nhiên” của Anh hôm 17/3 cho biết, các nhà khoa học Mỹ lần đầu thành công trong việc đưa vật thể có thể nhìn bằng mắt thường sang trạng thái lượng tử, tức là đưa chúng vào trạng thái chồng lấn giữa “động” và “bất động.”

Thí nghiệm cho thấy, nguyên lý lực học lượng tử không những dùng cho nguyên tử, mà còn có thể dùng cho các vật thể nhìn thấy hàng ngày. Kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển của vật lý học và nghiên cứu máy tính.

Hiệu ứng lượng tử của vật thể vĩ mô đã được biết đến trong lý luận về “con mèo của Schrodinger.” Lý luận này cho rằng lực học lượng tử không phù hợp cho các vật thể vĩ mô được hợp thành từ các hạt vi mô. Lý thuyết “con mèo của Schrodinger” là một thí nghiệm lý tưởng liên quan đến lý thuyết lượng tử.

Các nhà khoa học đứng đầu là Andrew Cleland thuộc Đại học California đã dựa trên lý thuyết này để tiến hành thí nghiệm của mình. Cụ thể các nhà khoa học đã tiến hành thí nghiệm trên chiếc trống lượng tử có chiều dài khoảng 30 micron, chiếc trống này sẽ rung lên khi được vận động ở một tần số nhất định.

Tiếp theo, các nhà khoa học kết nối lên trên chiếc trống một mạch điện siêu dẫn tuân thủ theo nguyên tắc lực học lượng tử. Cuối cùng họ làm lạnh toàn bộ hệ thống, biến hệ thống ở trạng thái chân không lượng tử.

Nhà khoa học Andrew Cleland cùng các đồng nghiệp đã chứng minh được rằng, chiếc trống ở trạng thái chân không không có bất cứ khả năng rung động nào. Sau đó, các nhà khoa học tiếp tục tạo một lực đẩy cho chiếc trống bằng phương pháp kết nối mạch điện siêu dẫn như trước đó. Cuối cùng các nhà khoa học quan sát được, chiếc trống này đã xoay chuyển bằng một năng lượng đặc biệt.

Sau đó, các nhà khoa học làm cho mạch điện lượng tử ở vào trạng thái chống lấn giữa “đẩy” và “không đẩy" đồng thời kết nối mạch điện này với chiếc trống. Trải qua nhiều lần trắc nghiệm tỷ mỷ, các nhà khoa học đã chứng minh được rằng, chiếc trống lượng tử cùng một lúc ở vào trạng thái chống lấn giữa “động” và “không động.”

Giáo sư Wanghailin, viện sỹ Hiệp hội vật lý Hoa Kỳ cho biết, kết luận nghiên cứu trên gây ngạc nhiên mọi người. Nghiên cứu của họ cho thấy nguyên tắc lực học lượng tử cũng có thể ứng dụng được đối với vật thể vĩ mô. Điều này có vai trò to lớn đối với sự phát triển của vật lý học.

Các nhà khoa học cho biết thêm, họ cần phải đưa được nhiều hơn các vật thể lớn thành trạng thái lượng tử. Bởi trạng thái lượng tử của vật thể lớn có thể cung cấp nhiều thông tin cho các nhà khoa học về mối quan hệ giữa lực học lượng tử và lực hấp dẫn, trong nghiên cứu và khai thác máy tính.