Khám phá vật lý lượng tử cơ sở lý thuyết của vật lý hiện đại
Vũ trụ là gì? thiên hà, hành tinh và các sao trong vũ trụ
Vật lý lượng tử là ngành vật lý giải thích các hiện tượng ở quy mô nguyên tử hay nhỏ hơn (hạ nguyên tử). Nó bao gồm các ngành như cơ học lượng tử, lý thuyết trường lượng tử …
Có một thế giới trái ngược với những gì người ta tưởng, thế giới đó quá nhỏ bé và không thể quan sát được. Đó là thế giới bên trong một nguyên tử. Để nhìn thấy 1 nguyên tử bên trong quả bóng rổ bạn phải tăng kích thước của quả bóng rổ lên bằng trái đất, và khi đó nguyên tử sẽ có kích cỡ của một quả nho
Khám phá vật lý lượng tử cơ sở lý thuyết của vật lý hiện đại
Các định luật liên quan đến nguyên tử được gọi là cơ học lượng tử, các định luật Newton của cơ học cổ điển không còn áp dụng được cho những nguyên tử khi đó lý thuyết mới ra đời gọi là thuyết lượng tử.
Lượng tử có rất nhiều ứng dụng, công nghệ hình ảnh trong y học lượng tử có trị giá 6 tỉ USD, mỗi cuộc thử nghiệm của y học lượng tử có giá trị 100 triệu USD. Vũ khí hạt nhân tiêu tốn 3 tỉ USD mỗi năm, năng lượng hạt nhân tiêu tốn 41 tỉ USD/năm đó thực sự là những con số khổng lồ liên quan đến vật lý lượng tử (nguồn The Quantum World).
Các hạt cơ bản cấu tạo nên gần như mọi vật chất trong đời sống của con người, thậm chí các hạt đó cũng cấu tạo nên chúng ta, hiểu biết về vật lý lượng tử giúp chúng ta có một cái nhìn sâu hơn, rộng hơn về thế giới vật chất.
Đối với vật lý học cổ điển mọi sự vật hiện tượng dường như diễn ra trước mắt, chúng ta có thể hình dung và mô tả lại được ví dụ như một vụ va chạm, chuyển động của các vật … nhưng trong cơ học lượng tử khi nghiên cứu hầu như không có một trực giác, một ý niệm nào cho chúng ta thấy những điều đó, vật lý lượng tử giống như một căn phòng kỳ diệu nơi mà tất cả những gì của thế giới chúng ta biết đều ở trong đó nhưng nó lại không có thực vì chúng ta không thể nhìn thấy. Để nghiên cứu được vật lý lượng tử bạn phải gạt bỏ hết những định kiến và các kiến thức đã biết về vật lý cổ điển.
VD: một hạt chuyển động từ A đến B bạn có thể hình dung trong đầu về con đường để hạt đó đi từ A đến B, tuy nhiên trong vật lý lượng tử tại thời điểm này nguyên tử đang ở vị trí A, thời điểm tiếp theo nguyên tử đang ở vị trí B bạn chỉ biết được nó ở B mà không thể biết được bằng cách nào nó đã đến được B bạn phải gạt đi việc tồn tại một con đường để hạt đó đi từ A đến B.
Trong tác phẩm liên quan đến siêu anh hùng ant-man (người kiến) đã đề cập đến thế giới lượng tử
người kiến (ant -man) có khả năng thu nhỏ tới mức độ của các nguyên tử và có thể nhỏ hơn nữa
Thế giới lượng tử mà tại đó mọi khái niệm về không gian, thời gian đều biến mất và một khi đã vào đó rồi thì không có hi vọng thoát ra.
Video người kiến bị thu nhỏ vào thế giới lượng tử
Trong thế giới lượng tử của cơ học lượng tử có thể xác định được động lượng, spin, khối lượng của các “hạt” tuy nhiên trong cùng một thời điểm không thể xác định được đồng thời các đại lượng liên quan như nếu biết động lượng của “hạt” thì không thể xác định được vị trí của hạt đó. Lý giải điều trên vật lý lượng tử cho rằng các nguyên tử vừa có tính chất hạt lại vừa có tính chất sóng (lưỡng tính sóng hạt), muốn xác định vị trí của hạt đó phải nhờ vào một hạt khác và các máy móc hiện tại của con người không đủ tiên tiến để nghiên cứu mà về cơ bản cơ học lượng tử, hay lý thuyết lượng tử được xây dựng chủ yếu dựa vào toán học.
Trong thế giới lượng tử bạn không thể bắt giáo sư vật lý trả lời câu hỏi “giáo sư đã thực sự nhìn thấy electron chưa” vì thực sự điều đó là không thể. Bằng lý thuyết của toán học thống kê người ta có thế chỉ ra rằng trong thế giới lượng tử tại thời điểm này electron sẽ có mặt ở vị trí này, còn chính xác ở đâu thì không thể xác định. Giống như tôi ngồi đây gõ bài viết này cho các bạn thì xác xuất tìm thấy tôi ở Việt Nam là 100% ( là 1) còn vị trí chính xác tôi đang ở chỗ nào thì không ai có thể biết được.
Vậy những điều trong thế giới lượng tử đều là dự đoán? có thể đúng như vậy, các lý thuyết được những nhà khoa học đưa ra đều dựa trên toán học và các dự đoán, lý thuyết này được tranh luận rất nhiều, và cũng vì thế mà vật lý lượng tử có từng bước, từng bước phát triển.
Mặc dù những dự đoán, quan điểm có khác nhau nhưng tất cả những nghiên cứu về thế giới vĩ mô hay vi mô của con người đều không nằm ngoài những quy luật đã có của tự nhiên, những điều chúng ta chưa biết và mong muốn biết sẽ thúc đẩy chúng ta không ngừng phát triển và hoàn thiện.