Uncertainty principle (nguyên lý bất định) là một nguyên lý nền tảng của cơ học lượng tử, do Werner Heisenberg đề xuất năm 1927. Nguyên lý này phát biểu rằng ta không thể đồng thời biết chính xác tuyệt đối một số cặp đại lượng vật lý nhất định của một hạt, tiêu biểu nhất là vị trí và động lượng của nó.
Nói một cách dễ hiểu, càng xác định chính xác vị trí của một hạt thì càng khó biết chính xác nó đang chuyển động nhanh hay chậm theo hướng nào, và ngược lại. Sự “không chắc chắn” này không phải do thiết bị đo kém, mà là giới hạn tự nhiên của thế giới lượng tử.
Về mặt khái niệm, nguyên lý bất định cho thấy các hạt vi mô không có những giá trị xác định hoàn toàn trước khi đo. Thay vào đó, trạng thái của chúng được mô tả bằng xác suất. Khi ta cố gắng “ép” một đại lượng trở nên rất chính xác, đại lượng liên quan còn lại sẽ trở nên bất định hơn. Đây là đặc trưng cơ bản của tự nhiên ở cấp độ vi mô, chứ không phải lỗi của con người hay công nghệ.
Một cách hình dung trực quan là so sánh với ảnh chụp chuyển động. Nếu bạn chụp ảnh với tốc độ màn trập rất nhanh, bạn biết chính xác vật đang ở đâu, nhưng khó cảm nhận được chuyển động của nó. Ngược lại, nếu dùng phơi sáng dài, bạn thấy rõ hướng và tốc độ chuyển động, nhưng vị trí tức thời lại bị mờ. Trong thế giới lượng tử, sự đánh đổi này không thể tránh khỏi, ngay cả trong điều kiện lý tưởng nhất.
Nguyên lý bất định có ý nghĩa rất sâu sắc vì nó phá vỡ trực giác của vật lý cổ điển, nơi người ta tin rằng nếu đo đủ tốt thì có thể biết mọi thứ chính xác. Cơ học lượng tử cho thấy điều đó là không thể: tự nhiên có những giới hạn không thể vượt qua. Chính nguyên lý này giải thích vì sao electron không “rơi” vào hạt nhân, vì sao các mức năng lượng của nguyên tử ổn định, và vì sao thế giới vi mô vận hành khác hẳn thế giới vĩ mô.
Nguồn tham khảo và đọc thêm
- https://scienceexchange.caltech.edu/topics/quantum-science-explained/uncertainty-principle
- https://www.britannica.com/science/uncertainty-principle
- https://plato.stanford.edu/entries/qt-uncertainty/
- https://www.geeksforgeeks.org/physics/heisenberg-uncertainty-principle-definition-equation-significance/
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét