Cánh cửa bước vào thế giới siêu vi mô
Hiện tượng kỳ lạ của giọt dầu silicon (silicon oil) nảy trên chiếc đĩa petri (một loại đĩa bằng thủy tinh hoặc chất dẻo dạng hình trụ có nắp đậy) thường được các nhà khoa học sử dụng nuôi cấy tế bào hay những cây rêu nhỏ.
Hiện tượng này là một hiện tượng tiêu biểu của cơ học lượng tử vốn vô cùng quái dị vì quá khác biệt so với vật lý cổ điển của Newton và vật lý hiện đại ngày nay.
Điều đáng chú ý là nếu như cơ học lượng tử nghiên cứu quy luật vật lý ở quy mô vô cùng nhỏ (lượng tử) thì việc quan sát trực tiếp như vậy là rất hiếm.
Các nhà khoa học cho rằng nghiên cứu chúng có thể giúp chúng ta tiếp cận gần hơn với vật lý lượng tử. Vốn rất khó tiếp cận.
Xem video dưới đây để hiểu về hiện tượng kỳ lạ này:
Hiện tượng kỳ lạ của vật lý lượng tử.
Khi giọt dầu rơi trên tấm đĩa, nó sẽ nảy và tạo ra các sóng dao động lan truyền ra xung quanh. Và điều thú vị là các sóng này tác động lại chính giọt dầu trong bước nhảy tiếp khiến nó bị đẩy về phía trước mà các nhà khoa học gọi là "walker".
Tuy nhiên tại sao một giọt dầu có kích thước quá lớn (đường kính 1 mm) so với thế giới lượng tử này lại có cách "cư xử" khó hiểu như một hiện tượng cơ học lượng tử?
Các nhà khoa học cho rằng đây chính là một bản sao ghi lại đầy đủ các hiện tượng kỳ lạ của cơ học lượng tử mà chúng ta có thể thông qua đó tiến sâu hơn vào thế giới siêu vi mô này.
Với giọt dầu cùng hiện tượng khá dễ quan sát và thực hiện này, các nhà nghiên cứu có thể tái tạo ra một thí nghiệm hoàn toàn tương tự thí nghiệm hiệu ứng quang điện hay thí nghiệm bắn electron vào 2 khe hẹp.
Và đây cũng chính là thí nghiệm minh họa đơn giản nhất cho hiện tượng thí nghiệm giao thoa hai khe Young. Thí nghiệm Young ngày nay được xem như là một trong những thí nghiệm kinh điển, đẹp nhất của thời đại.
Chính nhờ nó mà sang thế kỷ 20, Einstein và Planck đã dựa vào đó để phát triển lý thuyết lưỡng tính sóng hạt cũng như đặt những nền móng đầu tiên cho cơ học lượng tử.
Chưa hết, khi nghiên cứu hiện tượng giọt dầu này các nhà khoa học còn nhận thấy nó còn thể hiện hiện tượng vật lý đặc trưng của cơ học lượng tử: Xuyên hầm lượng tử (quantum tunnelling).
Xem video 2:
Đây là hiện tượng hiệu ứng lượng tử mô tả sự chuyển dịch của hệ vật chất từ trạng thái này sang trạng thái khác mà không bị ngăn cấm bởi các quy luật của vật lý cổ điển đã biết. Hay nói cách khác đây gióng như là ranh giới giữa cơ học cổ điển và cơ học lượng tử.
Chiếc hầm lượng tử sẽ giúp chúng ta tiến vào thế giới lượng tử, nơi mà cơ học cổ điển tỏ ra không còn hữu dụng nữa!
Xem video 3:
Hiện tượng bí ẩn của cơ học lượng tử.
Cũng nhờ nó, (hiệu ứng hầm lượng tử) các nhà khoa học cho là có thể chứng minh chiều thứ 4 mà chúng ta đang sống chính là chiều thời gian (mà trước đó chúng ta chỉ có 3 chiều của không gian).
Đồng thời trả lời câu hỏi: Liệu chúng ta có thể ngược được dòng thời gian nếu cung cấp đủ năng lượng (như việc đi ngược chiều gió hay dòng nước). Mặc dù rất khó nhưng hoàn toàn có thể khi có đủ năng lượng cung cấp.
Nguồn: Sciencealert