Chứng minh rằng sự phản xạ lượng tử tồn tại giống như chứng minh rằng một quả bóng vừa rơi ra khỏi một vách đá có thể bật ngược trở lại mà không chạm đất chút nào.
Một nghiên cứu mới trên tạp chí Khoa học mô tả làm thế nào các mẩu vật chất nhỏ - vật chất - có thể phản xạ khỏi bề mặt, giống như ánh sáng. Wieland Schöllkopf, một trong những tác giả của nghiên cứu, đã nói rằng Khoa học vào ngày 18 tháng 2 năm 2011. Tiến sĩ Schöllkopf đã nói chuyện với EarthSky từ văn phòng của ông ở Berlin:
Phản xạ lượng tử là một loại biến thể kỳ quái trên sự phản xạ của sóng - ví dụ như sóng ánh sáng phản chiếu từ thủy tinh. Đôi khi các hạt vật chất rất nhỏ, chúng bắt đầu hoạt động như ánh sáng. Nhưng, không giống như ánh sáng, các hạt lượng tử - hạt cực nhỏ - thậm chí không bao giờ phải đập vào kính để bị phản xạ.
Với báo cáo của mình, Tiến sĩ Schöllkopf đã xác nhận rằng sự phản xạ lượng tử xảy ra một cách nhất quán và với các hạt lớn hơn một nguyên tử. Mà có vẻ không phải là một vấn đề lớn. Nhưng, Schöllkopf giải thích, những gì đội của anh ta làm giống như chứng minh rằng một quả bóng vừa rơi ra khỏi một vách đá có thể thực sự nảy lên từ lâu trước nó chạm đất
Tín dụng hình ảnh: AAAS
Nó thường rơi xuống, bởi vì đó là nơi trọng lực hướng đến, nhưng, trong thế giới của cơ học lượng tử, có một cơ hội thay vì rơi xuống vách đá, hạt lượng tử bật ngược trở lại từ vách đá, mặc dù tất cả các lực đều đi theo một hướng khác, và đó là nền tảng của thí nghiệm của chúng tôi.
Schöllkopf nhắc lại rằng sự phản xạ lượng tử - thứ dội ngược - chỉ hoạt động khi lượng vật chất liên quan còn nhỏ. Thí nghiệm gần đây của ông, ví dụ, chỉ liên quan đến các cặp nguyên tử helium. Tại sao lại là heli? Các cặp helium nổi tiếng là dễ vỡ - chúng rất dễ vỡ.
Đội Schöllkopf nhiệt độ bắn hàng trăm cặp nguyên tử helium vào một bề mặt - một bức tường - ở một góc độ cụ thể. Hầu hết các cặp helium bị gãy làm đôi. Nhưng không phải tất cả. Các cặp helium nguyên vẹn không bao giờ va vào tường - chúng đã từng phản ánh, một chút như ánh sáng. Với một ngoại lệ
Trong trường hợp của chúng tôi, các hạt nảy trở lại trước khi va chạm với bức tường thực tế - có thể khoảng 1-2% trong số chúng.
Ông nói điều này mâu thuẫn với các định luật vật lý cổ điển, cho rằng một bề mặt như bức tường sẽ tạo ra lực hấp dẫn lên các hạt nhỏ - nói cách khác, vật chất di chuyển về phía bức tường chỉ cần đập vào nó và vỡ ra.
Schöllkopf nói thêm rằng các hạt helium tránh được bức tường có giác quan thứ sáu, nói một cách vật lý - những hạt này có thể phát hiện và tránh bức tường đó cách xa 40 nanomet. Anh ấy đã giải thích:
Đó dường như là một khoảng cách nhỏ, nhưng, trong thế giới của những nguyên tử hoặc phân tử nhỏ bé này, nó có một khoảng cách rất lớn.
EarthSky hỏi anh ta tại sao một số hạt helium nhất định có thể lách khỏi bức tường, trong khi những người khác lái thẳng vào nó, theo cách mà vật lý cổ điển nói rằng họ nên làm. Ông trả lời rằng nó chỉ đi đến xác suất:
Tín dụng hình ảnh: Wieland Schollkopf
Có lẽ nó giống như ngoài đời, khi bạn bị thu hút bởi một người khác. Thông thường, bạn theo dõi sự hấp dẫn này, nhưng trong một số trường hợp, bạn có thể ngại ngùng, mặc dù sự hấp dẫn là ở đó.
Vì vậy, con người và các phân tử helium đều có thể là một chút tiếng súng. Nhưng những gì Kiến thức này tốt cho? Một lần nữa, Tiến sĩ Schollkopf:
Nói thật với bạn, tôi không biết. Nhưng câu hỏi làm tôi nhớ đến một câu chuyện tuyệt vời. Khi họ phát minh ra laser cách đây 50 năm, các nhà khoa học cũng không biết chúng tốt cho cái gì. Và bây giờ họ làm tất cả mọi thứ: DVD, máy tính. Tôi muốn nghĩ rằng quan sát của chúng ta về sự phản xạ lượng tử có thể chứng minh là hữu ích. Chúng tôi chỉ biết không biết làm thế nào.
Ông nói thêm rằng, trong khi bài báo của ông chưa chứng minh được điều gì hoàn toàn mới, hoặc ngay lập tức có thể sử dụng được, ông nói rằng những phát hiện của nhóm của ông là một minh chứng chắc chắn cho một điều. Anh ấy đã nói với chúng tôi:
Quy luật tự nhiên, quy luật của vi mô, thực sự khá kỳ quái!
Điều đó được đề xuất bởi bài báo mới về sự phản xạ lượng tử của He2 Một vài nanomet trên bề mặt lưới, xuất hiện vào thứ sáu tuần trước trên tạp chí Khoa học.