Các nhà khoa học làm được điều không tưởng: tạo ra được hình ảnh ba chiều lượng tử của một hạt photon

Các nhà khoa học đã từng nghĩ rằng việc này là bất khả thi bởi lẽ những quy luật vật lý cơ bản không cho phép điều này xảy ra.

Nhưng một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Warsaw đã làm được điều không tưởng: tạo ra một hình ảnh ba chiều của một hạt ánh sáng.

Thành tựu này đạt được khi mà kỷ nguyên của hình ảnh hạt ba chiều đang chớm nở, cung cấp cho các nhà khoa học một góc nhìn mới về hiện tượng đột biến của các hạt.

Không như nhiếp ảnh, công nghệ hologram tạo nên cấu trúc của một vật với hình ảnh 3 chiều rõ ràng hơn. Kĩ thuật này có sử dụng một cách thức có tên “giao thoa cổ điển”, là khi 2 sóng ánh sáng giao thoa với nhau tạo nên một sóng mới.

Nhưng kĩ thuật giao thoa cổ điển là bất khả thi với photon, bởi lẽ trạng trái của photon luôn luôn thay đổi. Vì vậy các nhà vật lý học tại Đại học Warsaw đã sử dụng chính công nghệ giao thoa lượng tử để tạo nên một hình ảnh hologram lượng tử, sử dụng chính cách mà sóng photon hoạt động.

Lý do nào mà các nhà khoa học tạo ra hình ảnh ba chiều của một photon?

Khi quan sát những phản ứng của các photon, hai nhà nghiên cứu Radoslaw Chrapkiewicz và Michal Jachura dã phát hiện ra một thứ gọi là “giao thoa hai photon”. Trong đó, một cặp photon tách biệt sẽ phản ứng ngẫu nhiên khi đi vào một thiết bị phân cách tia sáng.

Nhưng các photon không tách biệt khác lại thể hiện được sự “giao thoa lượng tử”, chính những điều ấy ảnh hưởng tới hành vi của chúng. Những cặp photon luôn hoặc truyền đi hoặc phản chiếu cùng nhau.

“Theo như thử nghiệm, chúng tôi tự hỏi rằng giao thoa lượng tử của hai photon có thể được sử dụng như với giao thoa cổ điển của công nghệ hologram không. Bằng cách đó, chúng tôi có thể hiểu được những trạng thái chưa biết của photon với việc vận dụng những thông tin đã có được từ trước”, giáo sư Chrapkiewicz nói.

Hiểu hơn về vật lý lượng tử

Thí nghiệm này đã cung cấp được them nhiều hiểu biết về những luật cơ bản của vật lý lượng tử, một trường phái vật lý đã làm bối rối các nhà khoa học hơn một thế kỷ nay. Nó cho phép các nhà khoa học thu thập được thêm những thông tin quý giá về trạng thái hoạt động của sóng photon.

Các nhà nghiên cứu mong muốn rằng họ có thể sử dụng công nghệ này để có thể tạo ra được hình ảnh ba chiều của một sự vật lượng tử phức tạp hơn trong tương lai và rất có thể từ chính những thử nghiệm này, họ có thể áp dụng được những thông tin quý giá đó vào thực tại

“Tất cả những nhà vật lý học cần phải nghiên cứu thêm về công cụ mới này”, theo lời của nhà nghiên cứu Konrad Banaszek. “Có vẻ như công nghệ ba chiều lượng tử chưa thể áp dụng được vào thực tế trong vài thập kỷ nữa, nhưng có một điều mà tôi chắc chắn, đó là đột phá của chúng sẽ làm mọi người ngạc nhiên tột độ”.

Tham khảo BI