Vật chất từ ánh sáng

Lần đầu tiên trên thế giới, tập thể các nhà vật lý Mỹ đã thành công trong nỗ lực tạo vật chất từ ánh sáng ngay từ đầu thế kỷ, nhà bác học thiên tài Anh – Xtanh đã chứng minh rằng, vật chất là trạng thái tập trung của năng lượng. Nó có thể được giải phóng trong những điều kiện nhất định. Những vụ nổ bom nguyên tử hoặc phản ứng hạt nhân bên trong các vì sao là thí dụ điển hình của hiện trường. Bản thân ánh áng là năng lượng. Những thành phần nhỏ nhất của ánh sáng mang tên Foton không có trọng lượng. Chúng chuyển động trong khoảng không với tốc độ lớn nhất mà tự nhiên có thể cho phép với 3 trăm nghìn km trong một giây. Chúng không thể tồn tại trong trạng thái tĩnh. Từ những thành phần năng lượng sạch chuyển động với tốc độ như thế có thể tách rời những nguyên tố vật chất, thí dụ như elektron có mặt trong các nguyên tử tạo thành tất cả những đồ vật và cơ thể sống? Thông tin về thí nghiệm này, tuần báo khoa học có uy tín “Science” viết về bài với tựa đề: “Sự nhào nặn vật chất từ ánh sáng”. Loại vật chất đầu tiên được chào nặn từ ánh sáng được thực hiện trong thiết bị đặc biệt có chức năng gom nhặt nguyên tố tại trung tâm nghiên cứu khoa học ở Stanford. Dải ánh sáng lade va đập với dòng elektron năng lượng cao. Foton sau hậu quả đối mặt với những elektron bị xua đuổi, tiếp nhận thêm lượng năng lượng mới, để rồi dẫn đến sự biến đổi ánh sáng nhìn thấy được thành nguồn phóng xạ năng lượng cao gama. Sự va đập tiếp theo, thí dụ với đồng thời 4 Foton lade, đã huy động được lượng năng lượng vừa đủ để từ ánh sáng có thể tạo ra cặp nguyên tố: elektron vật chất và phản vật chất Poziton. Tại Stanford Linear Accelerotor Center, người ta tin chắc rằng trong thí nghiệm đó, họ đã tạo được vật chất từ sự biến đổi năng lượng. Những thí nghiệm khác chỉ ra rằng, hai Foton giống hệt nhau được phóng đi theo chiều ngược lại, sẽ tự thỏa thuận với nhau và thống nhất cách cư xử của mình. Mối quan hệ này xuất hiện tức thì, không phụ thuộc vào khoảng cách giữa chúng với nhau. Sự tranh cãi về trạng thái của các Foton giữa những người sùng bài lý thuyết tương đối của Anh – Xtanh và phái cơ học lượng tử diễn ra đã vài ba chục năm. Những tác giả của lý thuyết lượng tử ngay trong những năm 20 của thế kỷ này đã khẳng định rằng, hai Foton, tức các lượng tử ánh sáng có thể ngay lập tức liên hệ với nhau, bất kể khoảng cách. Điều đó phủ nhận cấu trúc của lý thuyết tương đối, theo đó khẳng định rằng, trong tự nhiên, không có vận tốc lớn hơn 300 km trong một giây. Trong khu vực gần với giới hạn tốc độ này, trọng lượng của vật thể đang chuyển động sẽ tăng lên vô giới hạn, vậy không có gì có thể tạo cho nó có tốc độ cao hơn độ dài của vật thể như thể nhỏ lại theo chiều chuyển động đến Zero, còn thời gian tự dừng lại. Vậy nên, theo Anh – Xtanh việc liên lạc lập tức bất kể cự ly là điều không thể. Trái lại cơ học lượng tử đã tiên đoán điều đó, mô tả một cách tường tận diễn biến đó trong thế giới vi mô, song lại mâu thuẫn với trật tự thông thường. Các tác giả lý thuyết lượng tử trả lời rằng nếu như nó cưỡng ép cảm giác lương thiện thì chỉ bởi vì tự nhiên tỏ ra không mấy quan tâm đến trật tự thế giới này. Chỉ duy nhất toán học cho phép mô tả chính xác thế giới đúng với lý thuyết trên, trái lại những nỗ lực thể hiện bằng ngôn ngữ thường nhật lại dẫn đến những điều phi lý. Mặc dầu vậy nhớ lại thể hiện rất tuyệt vời trong thực tế. Tất cả các thiết bị điện tử truyền hình, computer, radio, và thậm chí các nguyên tử của thân thể chúng ta cũng hoạt động một cách hài hòa chính nhờ vào sự phi lý lượng tử. Theo lý thuyết lượng tử, những hạt cơ bản cả Foton hay elektron đều không có đầy đủ tính chất vật lý. Sự lựa chọn tính chất của chúng mãi đến thực hiện đo đếm mới quyết định được. Trong trường hợp hai hạt như nhau, được tạo nên trong cùng một thời điểm, số đo kích cỡ của một hạt tập tức khẳng định tính chất tương tự của hạt thứ hai này nằm ở một nơi nào đó rất xa. Dường như vậy lý lượng tử đã mô tả đúng quy luật của thế giới vi mô. Nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Tổng hợp Gio-ne-vo, tận dụng sự giúp đỡ của Swiss Telecom, đã thực hiện thí nghiệm phóng cặp Foton bằng cáp quang, một điều khiển đi phương Bắc, Foton thứ hai theo phương Nam, tính từ Gio-ne-vơ. Khi hai hạt nằm ở khoảng cách trên 10 km, chúng buộc phải tự chọn con đường ngắn hơn hoặc dài hơn chút ít. Và lần nào cũng thế, tất cả các cặp Foton đều xử sự y hệt. Kết quả thí nghiệm được thực hiện ở Gio-ne-vo có thể ứng dụng trong ngành thông tin hiện đại. Thế nên ngay bây giờ tập đoàn Swiss Telecom đã quan tâm đến vấn đề này. Nếu như trong thực tế chứng tỏ rằng mối quan hệ giữa các cặp hạt Foton được duy trì ở khoảng cách lớn hơn thì hiện tượng này sẽ được ứng dụng thí dụ trong kỹ thuật chuyển những thông tin bí mật bằng cáp quang. Tiến sĩ Nicolas Gisin khẳng định. (Theo chính diện số 216/98).
Nguyệt Minh- Trí Thức Trẻ – số 32 – tháng 2 – 1998.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *