Đo được chính xác tốc độ ‘tác dụng ma quỷ từ xa’

Một đội vật lí người Trung Quốc vừa đo được tốc độ của tác dụng ma quỷ từ xa – tương tác dường như tức thời giữa những hạt lượng tử bị vướng víu – nhanh hơn ánh sáng bốn bậc độ lớn. Thiết bị và phương pháp của họ không cho phép một tốc độ chính xác, nhưng bốn bậc độ lớn cho chúng ta con số khoảng 3 nghìn tỉ m/s.

Tác dụng ma quỷ từ xa là tên gọi do Einstein đặt ra để mô tả làm thế nào những hạt lượng tử bị vướng víu tương tác với nhau tức thời, trên mọi khoảng cách, phá vỡ tốc độ ánh sáng và do đó phá vỡ thuyết tương đối. Với kiến thức của chúng ta hiện nay về cơ học lượng tử, người ta không thể gửi dữ liệu đi xa bằng sự vướng víu lượng tử, bảo vệ cho thuyết tương đối. Tuy nhiên, rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong lĩnh vực này, và một số nhà vật lí tin rằng sự truyền thông nhanh hơn ánh sáng có lẽ là có khả năng với một số xử lí khéo léo trên những hạt bị vướng víu.

Nay, nhờ những nhà vật lí Trung Hoa này – chính những người đã phá kỉ lục khoảng cách viễn tải lượng tử hồi năm ngoái – chúng ta biết rằng tác dụng ma quỷ từ xa có tốc độ ít nhất nhanh hơn ánh sáng bốn bậc độ lớn, hay khoảng 3 nghìn tỉ m/s. Chúng tôi nói “ít nhất” bởi vì các nhà vật lí không bác bỏ được rằng tác dụng ma quỷ thật sự là tức thời – nhưng thiết bị thử nghiệm và phương pháp của họ không cho phép họ tính ra bất kì con số nào chính xác hơn.

Để có con số này, các nhà vật lí đã làm vướng víu các cặp photon tại một trạm phát, sau đó truyền mỗi nửa cặp hạt đến hai địa điểm nhận. Hai điểm nhận cách nhau 15,3 km, và sắp theo hướng đông-tây để giảm thiểu sự nhiễu từ chuyển động quay của Trái đất (sự nhiễu đó là đáng kể khi đo tốc độ ở thang bậc này). Một nửa cặp hạt được quan sát sau đó, và đo lấy thời gian để nửa kia có trạng thái giống như vậy. Quá trình này được lặp lại liên tục trong 12 giờ để tạo ra đủ số liệu ước đoán tốc độ của tác dụng ma quỷ từ xa.

Theo các nhà vật lí trên, những nhóm nghiên cứu khác đã cố gắng đo tốc độ của sự tác dụng ma quỷ trước đây, nhưng họ đều có những hạn chế nhất định – những chỗ hở trong phương pháp luận cho tính phi định xứ lượng tử mà thí nghiệm cần đến. Lần này, các nhà vật lí trên khẳng định, toàn bộ những hạn chế đó đã được giải quyết, và giá trị đo được ít nhất 3 nghìn tỉ m/s là chính xác.

Vậy rồi chúng ta sẽ đi tới đâu? Trong những tháng gần đây, chúng ta đã thấy một nhóm nhà khoa học quốc tế viễn tải các photon vướng víu đi xa 143 km, sự viễn tải lần đầu tiên giữa những vật vĩ mô, và mạng cáp quang đầu tiên có thể mang dữ liệu thường và dữ liệu lượng tử. Nay chúng ta đang hướng tới mục tiêu tại đó internet lượng tử - hoặc sử dụng cáp quang bình thường, hoặc sử dụng vệ tinh – đang bắt đầu trở nên khả thi. Nếu hóa ra chúng ta thật sự có thể truyền dữ liệu thông qua sự vướng víu lượng tử, thì nay chúng ta đã biết rằng nó sẽ truyền đi nhanh hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng.

Hãy còn quá sớm để nói, nhưng đây là một trong những quan sát đầu tiên của vũ trụ siêu sáng – một sự kiện có ý nghĩa đối với các nhà khoa học ở mọi nơi.

Tham khảo: arXiv:1303.0614 – “Bounding the speed of `spooky action at a distance”

Nguồn: ExtremeTech