Phát hiện có thể giúp vật thể tồn tại ở hai nơi cùng lúc

Các nhà khoa học Mỹ chứng minh sự tồn tại của một đám mây nguyên tử tại hai nơi cùng lúc, mở ra khả năng thực hiện thành công kỹ thuật dịch chuyển tức thời.

Dịch chuyển tức thời có thể trở thành hiện thực trong tương lai. Ảnh: teleportation.

Theo các định luật vật lý, một vật không thể tồn tại ở hai nơi trong cùng một thời điểm. Tuy nhiên, trong công bố ngày 23/12 trên tạp chí Nature, nhóm nghiên cứu đứng đầu là tiến sĩ Mark Kasevich đã chứng minh một đám mây nguyên tử rubidium có thể tồn tại ở hai trạng thái xếp chồng, hay nói cách khác nó bị lượng tử hóa.

Trạng thái lượng tử thường chỉ xảy ra trong các hạt hạ nguyên tử như electron, cho phép chúng tồn tại trong hai trạng thái lượng tử tại cùng một thời điểm với khoảng cách nhỏ cỡ một nguyên tử. Ở cấp độ vĩ mô, thí nghiệm của Kasevich và các đồng nghiệp cho thấy có thể tạo ra trạng thái lượng tử ở khoảng cách 54 cm.

The Tech Times, các nhà khoa học tại Đại học Standford, California, Mỹ, sử dụng kỹ thuật giao thoa nguyên tử xung ánh sáng để phát hiện các nguyên tử thông qua phổ laser. Họ tạo ra một đám mây từ 10.000 nguyên tử rubidium ở dạng ngưng tụ Bose - Einstein, có đường kính vài mm. Sử dụng tia laser, họ bắn vào đám mây để đưa nó lên độ cao 10 m. Tại độ cao này, các đám mây tạo ra hai trạng thái trong vài giây trước khi rơi xuống. Hai trạng thái được phát hiện cách xa nhau 54 cm. Sự xếp chồng trạng thái này kéo dài trong một giây trước khi tia laser đưa chúng trở lại là một.

"Kết quả này đã đưa hiện tượng xếp chồng lượng tử lên cấp độ vĩ mô, chứng minh tính chất lượng tử có thể tồn tại ở thang không gian và thang thời gian của cuộc sống hàng ngày", các nhà nghiên cứu cho biết.

Sự xếp chồng lượng tử có thể đem đến cuộc cách mạng trong truyền tải thông tin. Ví dụ, các máy tính hiện nay sử dụng đơn vị thông tin bit thông thường hoặc nhị phân 1 hoặc 0. Khi các nhà khoa học phát triển thành công máy tính lượng tử, một đơn vị lượng tử (qubit) có thể phân ra ba trạng thái tại một thời điểm, cho phép máy tính đạt tốc độ tính toán nhanh hơn gấp nhiều lần hiện nay.

Phát hiện về sự xếp chồng của vật lý lượng tử ở cấp độ vĩ mô có thể đưa kỹ thuật dịch chuyển tức thời trở thành hiện thực. Trạng thái lượng tử mà tại đó, vật chất xuất hiện ở hai nơi cùng một thời điểm, có thể giúp gửi dữ liệu, một đối tượng hữu hình, hoặc thậm chí là con người đến địa điểm cách xa nhiều km mà không cần bất cứ liên kết vật lý nào.

Thanh Tùn
g