Vật lý ma quái: Tín hiệu nhanh hơn ánh sáng

Charles Q. Choi

Một nghiên cứu mới nhất cho hay các sự kiện mà Anh-xtanh gọi là “ma quỷ” có thể xảy ra ở vận tốc gấp 10.000 lần vận tốc ánh sáng.

Nguyên tử, hạt điện tử, và các hạt cơ bản khác của vũ trụ có hoạt động khá kỳ lạ, ngược lại hoàn toàn những gì chúng ta thường thấy. Ví dụ, vật thể có thể tồn tại ở hai địa điểm hoặc nhiều hơn cùng một lúc, hoặc đồng thời xoay theo những chiều ngược nhau.

Một hệ quả thuộc lĩnh vực vật lý lượng tử tối tăm là các vật thể có thể kết nối với nhau, nghĩa là điều gì xảy ra với vật thể này ngay lập tức có tác động đến vật thể kia, hiện tượng này được gọi là “kết nối lượng tử”. Điều đó luôn đúng bất chấp khoảng cách giữa các vật thể.

Anh-xtanh không đồng tình với khái niệm về kết nối lượng tử, ông gọi đó là “hoạt động ma quỷ ở khoảng cách xa”. Tuy nhiên có những tranh cãi rằng một vật thể có thể phát ra một phần tử hoặc tín hiệu với tốc độ cao ảnh hưởng đến vật thể khác, tạo ra cảm giác ngay tức thì.

Trong quá khứ, các thí nghiệm đã loại trừ bất cứ hoài nghi nào về những tín hiệu như vậy khỏi lĩnh vực vật lý cổ. Tuy nhiên, vẫn còn lại một khả năng – rằng nhân tố X có thế di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng. 

Để nghiên cứu khả năng này, các nhà khoa học tại Giơnevơ, Thụy Sĩ bắt đầu với những cặp photon hoặc các gói ánh sáng. Chúng được chia ra rồi truyền qua cáp quang được Swisscom cung cấp đến hai trạm tại hai ngôi làng thuộc Thụy Sĩ cách nhau khoảng 11 dặm (18 kilômét). Các trạm khẳng định rằng từng cặp photon vẫn kết nối với nhau – bằng cách phân tích một photon, các nhà khoa học có thể dự đoán tính chất của photon kia.

Bất cứ tín hiệu nào di chuyển từ trạm này đến trạm kia trong 300 phần triệu giây – tốc độ mà các trạm có thể đo chính xác photon – nhân tố X phải di chuyển với tốc độ gấp 10.000 lần tốc độ ánh sáng.

Anh-xtanh không những không thích khái niệm về kết nối lượng tử, mà ông còn cho biết tín hiệu không thể truyền nhanh hơn ánh sáng. Nicolas Gisin, nhà vật lý học tại đại học Giơnevơ, cho biết bất cứ “hoạt động ma quái” nào nhanh hơn ánh sáng đều không hợp lý. Thay vào đó, ông thêm vào, “điều thú vị ở đây rằng tự nhiên có thể tạo ra các sự kiện cùng xuất hiện ở nhiều địa điểm”.

Về một ý nghĩa nào đấy, các sự kiện xảy ra cùng lúc này “có vẻ xảy ra bên ngoài không gian – thời gian, đó không phải là chuyện bạn có thể hiểu được bên trong không gian – thời gian,” Gisin phát biểu trên LiveScience. “Đây là hiện tượng mà toàn bộ cộng đồng các nhà khoa học đang nghiên cứu một cách tỉ mỉ”.

Gisin và các đồng nghiệp công bố phát hiện của mình trên tạp chí Nature số ngày 14 tháng 8 trên tờ Nature.