Nếu bạn từng cảm thấy chóng mặt khi nghĩ về cơ học lượng tử, bạn không đơn độc. Đầu năm nay, một đội tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) do Giáo sư Pan Jianwei dẫn đầu đã thực hiện một thí nghiệm tư duy gần một thế kỷ của Albert Einstein và Niels Bohr – và đưa nó vào thực tế trong phòng thí nghiệm.
Trở lại năm 1927, tại Hội nghị Solvay nổi tiếng, Einstein đã thách thức ý tưởng bổ sung của Bohr. Bohr nói rằng các hạt như photon có hai tính cách: chúng có thể cư xử giống như hạt với một đường đi rõ ràng hoặc giống như sóng tạo ra một mẫu giao thoa nhưng bạn không thể thấy cả hai cùng một lúc. Einstein tin rằng một thí nghiệm khéo léo có thể tiết lộ cả hai đặc điểm cùng lúc.
Nhóm của Pan đã xây dựng một bộ thiết bị siêu nhạy theo dõi từng photon qua thiết kế hai khe đã được sửa đổi. Họ cho thấy rằng ngay khi bạn cố định đường đi của một photon, mẫu sóng đẹp đẽ sẽ biến mất. Và nếu bạn muốn thấy mẫu giao thoa, bạn phải từ bỏ mọi thông tin về đường đi của photon.
Thông điệp rõ ràng: Bohr đã đúng. Bạn không thể vừa ăn bánh vừa giữ bánh – hoặc trong thuật ngữ lượng tử, bạn không thể xem cả đường đi và sóng cùng lúc. Phát hiện này, được công bố trong tạp chí Physical Review Letters, kết thúc cuộc tranh luận Einstein-Bohr và ủng hộ giải thích của Copenhagen.
Đối với các bạn trẻ yêu khoa học tại Việt Nam, đây không chỉ là một bài học lịch sử. Nó cho thấy cách những ý tưởng táo bạo từ những năm 1920 vẫn đang thúc đẩy nghiên cứu hiện đại ngày nay. Và nhờ vào những tiến bộ trong đo lường chính xác, các khái niệm từng bị giới hạn trong thí nghiệm tư duy giờ đây đã trở thành dữ liệu thực tế.
Bằng cách trả lời một câu hỏi đã làm bối rối các nhà vật lý trong gần 100 năm, Pan Jianwei và các đồng nghiệp của mình chứng minh sức mạnh ngày càng tăng của các phòng thí nghiệm lượng tử Trung Quốc. Ai biết được – có thể bước đột phá lớn tiếp theo sẽ đến từ một trường đại học ngay tại Việt Nam.
