Vui lòng xem video này, cụ thể ở:

Mốc thời gian 0:00 đến 2:40

Mốc thời gian 20:00 đến 32:57

Bài thuyết trình khám phá cách ánh sáng và các hạt khác như electron không chỉ di chuyển theo đường thẳng hoặc một quỹ đạo duy nhất trong không gian. Thay vào đó, chúng "khám phá" tất cả các quỹ đạo khả dĩ cùng một lúc, và hành vi của chúng có thể được giải thích bằng khái niệm "hành động", vốn là trọng tâm của vật lý lượng tử.

Một kịch bản được đưa ra, trong đó một người phải quyết định con đường nhanh nhất để cứu một người bạn đang vật lộn dưới nước. Khoảng cách ngắn nhất không phải lúc nào cũng là con đường nhanh nhất do tốc độ di chuyển khác nhau trên đất liền và dưới nước. Kịch bản này phản ánh cách ánh sáng tìm thấy con đường nhanh nhất khi di chuyển qua các vật liệu khác nhau.

Ánh sáng, giống như các hạt lượng tử khác, dường như đi theo mọi quỹ đạo khả dĩ từ điểm xuất phát đến điểm đích, và điều này được giải thích thông qua cơ học lượng tử, nơi các khái niệm như giao thoa sóng đóng một vai trò quan trọng.

Max Planck đã đưa ra ý tưởng rằng năng lượng đến từ các đơn vị rời rạc hay "lượng tử". Điều này đã giải quyết được vấn đề được gọi là "thảm họa tia cực tím" và dẫn đến thuyết lượng tử.

Louis de Broglie đề xuất rằng các hạt cũng có tính chất sóng. Điều này có nghĩa là electron và các hạt khác, tương tự như ánh sáng, có bước sóng và có thể biểu hiện hành vi sóng như giao thoa.

Thí nghiệm nổi tiếng này chứng minh tính lưỡng tính sóng-hạt. Khi các hạt như electron hoặc photon được chiếu qua hai khe, chúng tạo ra một hình ảnh giao thoa trên màn chắn, cho thấy chúng đi theo nhiều đường cùng một lúc.

Richard Feynman đã giới thiệu một phương pháp xem xét tất cả các đường đi khả dĩ của một hạt, với mỗi đường đi có một xác suất dựa trên "hành động" của nó. Các đường đi thẳng hàng có xác suất cao hơn, giải thích tại sao chúng ta quan sát thấy một số đường đi nhất định thường xuyên hơn.

Nguyên lý hành động tối thiểu phát biểu rằng các đường đi mà các hạt đi là những đường đi làm giảm thiểu hoặc cực đại hành động của chúng, dẫn đến hành vi được quan sát thấy trong cơ học cổ điển.

Các thí nghiệm, bao gồm cả một minh họa với ánh sáng, cho thấy ánh sáng dường như có thể đi theo nhiều đường đi khác nhau, ngay cả những đường đi dường như không thể, do hiệu ứng giao thoa khuếch đại các đường đi mà chúng ta thường bỏ qua.

Nguồn: Something Strange Happens When You Trust Quantum Mechanics

Link: https://www.youtube.com/watch?v=qJZ1Ez28C-A