13:03 18/02/2026
Tin xe 247
Trong công bố mới, nhóm nghiên cứu cho biết họ đã thành công khi đưa những hạt nano natri - có kích thước chỉ khoảng 8 nanomet và chứa hàng nghìn nguyên tử - vào trạng thái lượng tử đặc biệt. Dù vẫn cực kỳ nhỏ bé, chúng đã trở thành vật thể lớn nhất cho đến nay thể hiện rõ ràng các đặc tính cơ học lượng tử.
Thiết lập thí nghiệm tại Đại học Vienna nhằm tạo ra hiện tượng giao thoa lượng tử ở cấp độ vĩ mô, mở rộng giới hạn nghiên cứu cơ học lượng tử. (Nguồn: Uni Wien)
Để dễ hình dung, các hạt này nhỏ hơn một nửa đường kính trung bình của virus, nhưng vì là những quả cầu kim loại đặc nên khối lượng của chúng lớn hơn nhiều loại protein trong cơ thể người.
Trong thí nghiệm, nhóm nghiên cứu thiết kế hệ thống kiểm tra giao thoa tương tự thí nghiệm khe đôi nổi tiếng, nhằm xác nhận bản chất kép vừa là hạt vừa là sóng của các hạt nano.
Hiện tượng giao thoa vốn quen thuộc với ánh sáng hoặc sóng nước: Khi đi qua khe hở, sóng bị uốn cong và tạo ra các vân giao thoa. Đây là bằng chứng cho thấy ánh sáng mang tính chất sóng. Sau đó, cơ học lượng tử chứng minh ngay cả các hạt như electron cũng có thể hành động như sóng. Tính lưỡng tính này - vừa là hạt vừa là sóng - là một đặc điểm phổ quát của tự nhiên.
Hình minh họa 3D thí nghiệm hai khe cho thấy hiện tượng giao thoa ánh sáng, nền tảng chứng minh tính chất sóng-hạt trong cơ học lượng tử. (Nguồn: Shutterstock)
Tuy nhiên, ở cấp độ vĩ mô như con người hay các vật thể lớn, chúng ta hầu như không trải nghiệm các tính chất lượng tử. Nguyên nhân do sự mất kết hợp lượng tử: Quá nhiều hạt tham gia và sự hỗn loạn khiến các đặc tính mong manh này sụp đổ, trung bình hóa thành thế giới quen thuộc mà chúng ta thấy.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, các nhà khoa học có thể kiểm soát môi trường để duy trì tính lượng tử ở những vật thể lớn hơn. Nhóm nghiên cứu tại đại học Vienna đã sử dụng ba lưới ánh sáng cực tím như một bộ tách chùm tia, kết hợp với lưới pha thường dùng trong thí nghiệm giao thoa.
Kết quả cho thấy các hạt nano natri tạo ra mô hình giao thoa giống như ánh sáng hoặc electron, chứng minh rằng chúng có thể tồn tại "ở đây và ở đó" cùng một lúc.
Thí nghiệm này đã mở rộng giới hạn của "tính vĩ mô" trong cơ học lượng tử lên gần 10 lần so với trước đây. Phát hiện không chỉ củng cố nền tảng lý thuyết lượng tử, mà còn đặt ra những thách thức nghiêm ngặt đối với các giả thuyết thay thế. Đồng thời, nó mở ra triển vọng ứng dụng trong các công nghệ cảm biến chính xác và nghiên cứu vật chất ở quy mô lớn hơn, nơi ranh giới giữa thế giới lượng tử và vĩ mô ngày càng được thu hẹp.