Tài liệu tham khảo: Thời kì phục hưng lượng tử

Tài liệu tham khảo chuyên đề vật lý học giải thích các hiện tượng tự nhiên và giúp các bạn mở rộng kiến thức vật lý học của bản thân
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu tham khảo: Thời kì phục hưng lượng tửTh i kì ph c hưng lư ng t Các nhà v t lí ngày nay thư ng xuyên có th khai thác nh ng tính ch t khác thư ng c acơ h c lư ng t truy n t i, mã hóa và c x lí thông tin. hưng như Markus Aspelmeyer vàAnton Zeilinger mô t , nh ng ti n b công ngh c a khoa h c thông tin lư ng t ngày nay angcho phép các nhà nghiên c u chú tâm tr l i vào nh ng nan cơ b n phát sinh b i thuy t lư ngt. Trí tò mò thu n túy ã t ng là ng l c sau nhi u thí nghi m t phá trong v t lí h c. i u này không gì minh h a t t hơn b ng trong cơ h c lư ng t , tho t u là n n v t lí c a nh ngv t c c nh . K t khi khai sinh ra nó vào th p niên 1920 và 1930, các nhà nghiên c u ã mu nquan sát nh ng tính ch t ph n tr c giác c a cơ h c lư ng t m t cách tr c ti p trong phòng thínghi m. Tuy nhiên, vì kĩ thu t th c nghi m không ư c phát tri n vào lúc ó, nên nh ngngư i như Niels Bohr, Albert Einstein,Werner Heisenberg và Erwin Schrödingerthay vì th ã d a trên nh ng thí nghi mtư ng tư ng nghiên c u n n v t lí lư ngt c a t ng h t m t, ch y u là electron vàphoton. Vào th p niên 1970, công ngh ã b tk p, t o ra m t “cơn s t vàng” nh ng thínghi m cơ b n ti p t c cho n th p niên1990. Nh ng thí nghi m này xác nh n thuy tlư ng t v i s thành công áng chú ý, vàthách th c nhi u gi thuy t ư c nhi u ngư ich p nh n v th gi i v t ch t. Trong snh ng gi thuy t này là “thuy t duy th c”( i khái nó phát bi u r ng k t qu c a cácphép o hé l các c i m c a th gi i thìt n t i c l p v i phép o), “thuy t c c b ”(r ng k t qu c a các phép o ây và lúcnày không ph thu c vào m t s ho t ngcó th ti n hành m t nơi r t xa úng vào lúc này), “thuy t phi ng c nh” (kh ng nh r ng k tqu c a các phép o thì c l p v i ng c nh c a thi t b o). 73 Tuy n Physics World 2008 | © hiepkhachquay Nhưng m t b t ng l n ã ch ón nh ng ai ang nghiên c u trong lĩnh v c này. Các thínghi m lư ng t cơ b n làm phát sinh m t lĩnh v c hoàn toàn m i nh ó các nhà nghiên c u ápd ng các hi n tư ng như ch ng ch t, s r i và tính ng u nhiên mã hóa, truy n t i và x líthông tin trong khuôn kh m i l tri t . “Khoa h c thông tin lư ng t ” ngày nay là m t lĩnh v cchuyên môn ang bùng n mang l i nh ng ng d ng nghe có v v lai như máy tính lư ng t , m tmã lư ng t và truy n thông lư ng t vào trong t m v i. Hơn n a, nh ng ti n b công ngh làmcơ s cho nó ã mang l i cho các nhà nghiên c u s i u khi n chưa t ng có ti n l trên t ng hlư ng t m t. Quy n i u khi n ó hi n ang khu y ng m t s ph c hưng trong trí tò mò c achúng ta v th gi i lư ng t , b i nó cho phép các nhà v t lí lưu tâm n nh ng khía c nh cơ b nm i c a cơ h c lư ng t . Hóa ra, i u này có th m ra m t xa l m i trong n n khoa h c thôngtin lư ng t .Ph n tr c giác C nh ng thí nghi m cơ lư ng t cơ b n và khoa h c thông tin lư ng t u n nhi u vàos ra i c a laser vào th p niên 1960, nó ã mang l i nh ng phương pháp m i và hi u qu cao chuN b t ng h lư ng t nh m ki m tra các tiên oán c a thuy t lư ng t . Th t v y, s phát ntri n ban u c a các thí nghi m v t lí lư ng t cơ b n ã i song hành v i m t s nghiên c uth c nghi m u tiên v quang h c lư ng t . M t trong nh ng bư c nh y th c nghi m ch y u vào lúc ó là kh năng t o ra các c pphoton “r i”. Vào năm 1935, Schrödinger ã t ra thu t ng “s r i” ch các c p h t ư c môt duy nh t b i tính ch t chung c a chúng thay cho tính ch t riêng r c a chúng – nó i ngư c l iv i kinh nghi m c a chúng ta v th gi i vĩ mô. Trư c ó không lâu, Einstein, Boris Podolsky vàNathan Rosen (g i tên chung là EPR) ã s d ng m t thí nghi m tư ng tư ng bi n h r ng n u sr i t n t i, thì mô t cơ lư ng t ó c a th c th v t lí ph i không hoàn ch nh. Einstein khôngthích quan ni m r ng tr ng thái lư ng t c a m t h t b r i có th thay i t c th i khi m t phép o ư c ti n hành trên h t kia. G i nó là tác d ng “ma qu ” t xa, ông hi v ng v m t lí thuy tv t lí hoàn ch nh hơn c a cái r t nh không bi u hi n nh ng c i m kì l như th . i u này n m t i tâm i m c a m t cu tranh lu n n i ti ng gi a Einstein và Bohr xemn n v t lí mô t t nhi n “là nó th c s như th ”, như quan i m c a Einstein, hay nó mô t “cáichúng ta có th nói v t nhiên”, như Bohr tin tư ng. Mãi cho n th p niên 1960 thì nh ng câuh i này thu n túy mang tính tri t h c trong t nhiên. Nhưng vào năm 1964, nhà v t lí B c Ireland,John Bell, nh n ra r ng các thí nghi m v nh ng h t r i có th cung c p m t phép ki m tra xemcó m t mô t nào hoàn ch nh hơn v th gi i ngoài thuy t lư ng t ra hay không. EPR tin r ngm t lí thuy t như th là t n t i. 74 http://www.thuvienvatly.info | © hiepkhachquay Bell d a trên lu n ch ng c a ông v hai gi thuy t do EPR ưa ra trái ngư c h n b i tínhch t c a các h t r i. Th nh t là thuy t c c b , phát bi u r ng k t qu c a nh ng phép o ti nhành trên m t h t ph i c l p v i m i th ng th i ...