Tinhte App

Tinhte App
[Nghiên cứu] Nguyên lý bất định Heisenberg bị nghi ngờ về độ chính xác
uhraman
8 năm trướcBình luận: 143Lượt xem: 35.902
rozema.jpg
Lee Rozema (phải) và đồng nghiệp đang chuẩn bị các cặp photon ở trạng thái rối (entangled photons) để nghiên cứu độ nhiễu loạn của chúng sau khi đo đạc

Nguyên lý bất định nổi tiếng của Werner Heisenberg được lập ra vào năm 1927 là một trong những cột trụ của cơ học lượng tử và đã được ứng dụng rất nhiều từ trước đến nay. Trong dạng phát biểu cơ bản nhất, nguyên lý nói rằng không thể đo đạc bất kỳ một thứ gì mà không làm nhiễu loạn nó, ví dụ như đo vị trí sẽ làm ảnh hưởng đến vận tốc và ngược lại với độ bất định được xác định cụ thể. Mới đây, các nhà nghiên cứu tại đại học Toronto (University of Toronto - Canada) đã đề xuất một phương pháp tổng quát để đo đạc độ chính xác và mức độ nhiễu loạn của bất kỳ một hệ vật lý nào. Điều thú vị là kết quả của họ cho thấy rằng đánh giá độ bất định của Heisenberg cao hơn so với các phép đo đạc mà họ thực hiện trong phòng thí nghiệm. Nói cách khác, theo nhóm nghiên cứu, hệ thức của Heisenberg không chính xác.

"Thế giới lượng tử đầy sự bất định, tuy nhiên nghiên cứu của chúng tôi về chúng không phải thêm vào quá nhiều sự bất định như chúng ta thường nghĩ [theo tính toán của Hệ thức Heisenberg]”, Lee Rozema, trưởng nhóm nghiên cứu phát biểu. Nghiên cứu này hiện đã được xuất bản trên tạp chí chuyên ngành danh tiếng Physical Review Letter, nếu kết quả này chính xác, ảnh hưởng của nó lên cơ học lượng tử nói chung và các phép đo thực tế liên quan đến hệ lượng tử nói riêng sẽ cực kỳ lớn.

Quay trở lại phương pháp đo mà nhóm sáng tạo, Lee Rozema cho biết họ đã tự thiết kế nên một thiết bị đo độ phân cực của một photon (lượng tử ánh sáng). Những gì họ cần làm sau đó để xác định độ nhiễu loạn là đo đạc photon trước và sau khi phép đo với thiết bị này được thực hiện. Nhưng làm thế nào để đo được photon trước khi dùng thiết bị mới này mà ít gây ảnh hưởng đến nó nhất? Để vượt qua được khó khăn này, Rozema và đồng nghiệp đã sử dụng một kỹ thuật có tên “đo đạc yếu” (weak measurement) trong đó tác động của một thiết bị đo đủ yếu để ảnh hưởng của chúng lên đối tượng là không thể nhận ra. Khi photon được gửi đến thiết bị đo đạc, các nhà nghiên cứu “đo đạc yếu” hạt này trước khi đo đạc bình thường lại một lần nữa sau đó. Điều ngạc nhiên là kết quả so sánh qua phép đo cho thấy độ nhiễu loạn gây ra do phép đo nhỏ hơn giá trị mà hệ thức bất định đòi hỏi.

"Mỗi lần đo chỉ cho chúng ta một chút ít thông tin về sự nhiễu loạn, nhưng bằng cách lặp lại thí nghiệm nhiều lần chúng tôi đã có thể có được hình dung tốt nhất về mức độ nhiễu loạn của photon”, Rozema phát biểu.

rozema 1.png
Giản đồ trình bày phương pháp tổng quát để đo đạc độ chính xác và mức nhiễu loạn của một hệ bất kỳ: hệ được đo đạc yếu trước khi gửi chúng đến thiết bị đo đạc bình thường

Được biết, trước đó một số nhà khoa học cũng đã đặt nghi ngờ tính đúng đắn của nguyên lý bất định. Năm 2003, nhà vật lý Nhật Bản Masanao Ozawa đã cho rằng nguyên lý Heisenberg không thể áp dụng đúng trong đo đạc và ông đã đề xuất một phương pháp gián tiếp kiểm nghiệm điều này. Tiếp nối công trình này, năm 2010, 2 nhà khoa học khác tại đại học Griffith, Austin Lund và Howard Wiseman, đã chứng tỏ rằng các phép đo đạc yếu có thể được dùng để xác định rõ đặc điểm của quá trình đo đạc hệ lượng tử. Tuy nhiên, phép đo đạc yếu do 2 nhà khoa học này đề xuất lại có nhược điểm là đòi hỏi một chiếc máy tính lượng tử loại nhỏ, điều không thể thực hiện vào thời điểm hiện tại. Dựa trên các nghiên cứu đó, nhóm của Rozema đã sử dụng một kỹ thuật mang tên “cluster state quantum computing” (tạm dịch: tính toán lượng tử trạng thái đám) để đơn giản hóa đòi hỏi phải có máy tính lượng tử của phép đo đạc yếu và cho phép thực hiện đo đạc yếu, yếu tố rất quan trọng trong công trình của nhóm, ngay trong phòng thí nghiệm vào thời điểm hiện tại.

Các bạn quan tâm chi tiết có thể tải về bài báo trên tạp chí Physical Review Letter ở đây (cần tài khoản), hoặc trên kho tài liệu Arxiv.org tại đây để đọc thêm về công trình này.

Nguồn: Phys.org
đọc đi đọc lại mà vấn chưa hiểu lắm.
Chưa hiểu hết tầm quan trọng của nó.
Khi nảo hiểu hết thì cmt tiếp.
@jack93 z cmt chi z =]] nhảm ruồi
Hic, đọc thấy kiến thức vật lý cao cấp...
Khó tiếp thu ^^

* Khuyến mãi: Một số truyện cười về các nhà toán học cho ACE:
1. Có 2 nguời bạn đang đi chơi trên khinh khí cầu (KKC), họ bị lạc hướng nên phải hạ thấp xuống để hỏi đường. Khi thấy một anh ở dưới, một người hỏi : "chúng tôi đang ở đâu đấy?". Anh chàng dưới đất trả lời: "Các anh đang ở trên một cái KKC". Người trên KKC hỏi tiếp: "Anh là dân Toán à?". "Đúng rồi".
Nguời bạn kia ngạc nhiên hỏi: "Sao anh biết người ta là dân toán?". Anh bạn này bảo: "Thì đấy, họ trả lời bao giờ cũng rất chính xác, nhưng lại không giúp được gì cả!''.

2. Một chủ doanh nghiệp đi về quê chơi cùng 1 người bạn là dân toán. Họ thấy một đàn bò rất lớn trên một đồng cỏ. Anh doanh nghiệp nói:'' nhiều bò quá, tôi chưa bao giờ thấy nhiều thế này, có lẽ phải hàng nghìn con''. Anh bạn toán học trả lời : '' Đúng đấy, có cả thẩy 2428 con''. ''Trời, làm sao mà anh lại đếm được nhanh thế? anh chủ DN hỏi. Anh toán học trả lời:'' À, tôi đếm tất cả chân rồi chia cho 4 là xong''.

3. Một ngày kia, chủ trang trại cho gọi các nhà khoa học: nhà Cơ khí, nhà Vật lý học và nhà Toán học, và hỏi họ về cách rào quanh trang trại: dùng ít nhất số lượng rào chắn để rào xung quanh một khu có diện tích lớn nhất có thể được.
Nhà Cơ khí thực hiện rào xung quanh một vòng tròn và tuyên bố rằng anh ta đã thiết kế được một cách có hiệu quả nhất.
Nhà Vật lý thì thực hiện rào theo một đường dài, thẳng với giả thiết đặt ra: "Giả sử hàng rào của chúng ta là dài vô hạn..." và như thế ta sẽ rào được một nửa Trái đất. Tất nhiên, không còn cách nào lại có hiệu quả hơn thế - nhà Vật lý tuyên bố một cách rất tự tin. Nhà Toán học cười lớn. Anh ta xây dựng một hàng rào nhỏ xung quanh mình và nói: "Tôi đã chỉ ra một cách thực hiện tốt nhất, như thế tất cả phần diện tích trên Trái đất sẽ được rào trừ chỗ tôi đứng"
@mamtrung Tức ý của bạn, những người làm khoa học là những thẳng đầu óc không bình thuờng và có vấn đề à ?
Một câu chuyện cười vô thưởng vô phạt !
@tellor Hic, chỉ là đưa mấy truyện cười cho ACE xả xì-trét thôi bạn àh... 😁
Bạn thấy truyện thứ 3 có đúng ko? :p
@mamtrung Chuyện rào xung quanh mình của nhà toán học đúng là chuẩn. Đầu óc nào trên tinhte có thể nghĩ ra cách đó cơ chứ!
Hồi xưa có học qua nguyên lý bất định này lúc năm 3 đại học, rất rắc rối phức tạp và khó hiểu. Đầu hàng với vật lý. Chúng ta cũng chẳng có điều kiện kiểm nghiệm được cái gì để cho ra kết quả đúng hay sai
@phanmemseo.vn cái này là học trong hóa đại cương
@phanmemseo.vn hồi 12 có học trong đội tuyển nhưng giờ đã rẽ sang nghề y rồi

Sent from my Galaxy Nexus using Tinhte.vn
Dạo này tinhte post nhiều cái em ko hiểu quá, hay tại em tụt hậu nhỉ 😃
Ko dám đọc vì sợ tẩu hỏa nhập ma do chưa đủ lé vờ
bùm chèng, tẩu hoả nhập ma rùi:eek::eek:
Vật lý đại cương 2, @@ lên đại học sẻ có cơ hội gặp
@brotherhien93 hehe...chuẩn nè, ngoài ra còn Hóa Đại Cương A cũng có nữa, một thời gian nữa chắc lại đổi nội dung giảng dạy, may mà qua hết rồi ..😁
@nguyentientruyen :D mình củng qua hết rồi
@nguyentientruyen Dạ Vật Lý đại cương của bác ko có cái này đâu ạ! May ra bác học vật lý lý thuyết hoặc quang tử, luong tu mới có
@masterit3000 Vật lý 2 mình học có cái này mà, đọc ko hiểu gì hết, nhưng quan trọng là mấy cái định luật rút ra từ nó thôi...........bây giờ vậy lý 2 còn phải làm trên Matlab nữa kìa, ko hiểu để làm gì luôn
Muốn hiểu cái này phải xem lại sách vật lý phổ thông, mình quên hết cả rồi.
@Danamuan cái này là vật lý lượng tử phổ thông đâu có học,cao lắm chỉ là đá qua thuyết tương đối chút thôi ah
@Danamuan phổ thông nào vậy , cái này lên đại học mới được học , cấp phổ thông mà được học cái này chắc khi đấy con người có đầu to hơn mình :eek:
@Danamuan Bạn nhầm rồi kiến thức phổ thông chỉ ở phần ngọn thôi......nó có ở vật lý đại cương..!
đọc mà muốn loạn não...cao siêu quá
mới học hk rồi, trong môn cơ sở cơ học lượng tử do thầy Lý Anh Tú đhbk dạy, thi cuối kì có câu này và e đã dc 8 chấm =))
trình mình chỉ đủ vào comment 😆
Nguyên lý bất định xem ra khá đơn giản nhưng tạo ra nhiều ứng dụng 😁
cái này rất dễ mà. Nguyên lý đấy đại loại là không bao giờ có thể đo chính xác một cái gì đó. Chỉ là gần đúng thôi. Mọi vật đều có mối liên hệ giữa sóng và hạt, tính chất hạt càng đo chuẩn thì tính chất sóng càng kém và ngược lại. vậy thôi.
Ví dụ như: khi đo vận tốc của hạt e đang bay trong điện trường, nếu ta biết càng chính xác vị trí của hạt e đó thì ta sẽ không thể đo được tốc độ của nó. Ngược lại, nếu đo càng chính xác tốc độ thì ta sẽ không thể xác đinh được là hiện tại trong thời điểm đấy e đang ở tọa độ nào.

nhìn từ công thức: thì cái h/2 là hệ số bất định, cái này rất nhỏ. còn xích ma x là độ chính xác vị trí, xích ma y là độ chính xác của tọa động lượng. ta thấy ngay rằng, nếu xích ma x bằng 0, tức là chính xác tuyệt đối thì xích ma y sẽ tiến tới vô cùng, tức là hiện tại không thể biết là nó đang có năng lượng chuyển động là bao nhiêu và ngược lại. hì
@souvenirqn e thấy thế giới vĩ mô nó lên tính chất vật lun ấy chứ giống như chọi cục gạch có thể đo được vận tốc và vị trí là ngay đầu thằng đối diện 😆
@souvenirqn 1. Bác phán người viết như đúng rồi. Nội dung bài này là nói cái nguyên lý ấy nó ko chính xác, chứ có đi sâu cụ thể giải thích cái nguyên lý ấy đâu, bác ko nắm toàn bài mà vội phán. Riêng về nguyên lý bất định, dạng toán học của nó nói hết rồi, mình cũng giải thích ngay cả ở phần quote và cả para đầu đó thôi "Trong dạng phát biểu cơ bản nhất, nguyên lý nói rằng không thể đo đạc bất kỳ một thứ gì mà không làm nhiễu loạn nó, ví dụ như đo vị trí sẽ làm ảnh hưởng đến vận tốc và ngược lại với độ bất định được xác định cụ thể."

2. Mình ko dịch nguyên văn, và mình cũng ko phải ko có tí kiến thức gì về hạt cơ bản, ít nhất mình được đào tạo chính quy về cả cơ học lượng tử, lý thuyết trường, quantum information, vật lý thống kê lượng tử.... những cái này là cơ bản cho một dân học/làm vật lý.

3. Cái này là một trong những cột trụ của cơ học lượng tử, và nó rất phổ biến, ảnh hưởng của nó lên vi mô nhưng gián tiếp lên cả vĩ mô (bởi vĩ mô tạo từ vi mô), chính từ những cái vi mô như cơ lượng tử làm nên các con vi xử lý, kính hiển vi, laser... đấy bạn.
@souvenirqn Bạn có kiến thức quá. Vận tốc ánh sáng chả liên quan đến cái vi mô bạn nói đâu bạn ạ. Bạn chê người khác không hiểu vật lý hạt cơ bản. Tôi hỏi bạn một câu đơn giản: bạn có phân biệt được lý thuyết trường lượng tử và cơ học lượng tử tương đối tính không vậy?
Đã cố gắng đọc chậm coi sao nhưng.....Bác nào cho em xin vài viên Panadol....😃
Tối qua mới nhậu xong, sáng dậy vừa đau đầu vừa đọc cái này => tắt máy đi ngủ tiếp, hjc
Chả hiểu vì sao còm mình bị xoá. Mod dạo này làm ăn như hạch
vận hết 9 phần công lực thì hiểu được 7 phần bài viết này
@nokia.n9x Cơ luợng tử người giỏi nhất chính là người không hiểu chút gì về nó.
Người không biết gì mà hiểu 7 phần là đúng rồi 😆
Bạn
Hi bạn!
Cấp độ thành viên Tinh Tế
Điểm Reward Store
Tuổi Tinh tế

Tải app Tinh tế

Tải app Tinhte - Theo dõi thông tin mà bạn yêu thích

Tải app TinhteTải app Tinhte
Tải app Tinh tế cho Android trên Google PlayTải app Tinh tế cho iPhone, iPad trên App Store
0 bài đăng
hemilo+ 146VIPhemilo
9.096 bài đăng
0 bài đăng
QuyetND_Jr+ 65ĐẠI BÀNGQuyetND_Jr
677 bài đăng
hoangsytai+ 64CAO CẤPhoangsytai
3.166 bài đăng
  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2020 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019