SUY LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ TỪ LÝ THUYẾT TƯƠNG ĐỐI

 

 

9B

SUY LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ TỪ LÝ THUYẾT  TƯƠNG ĐỐI ?

Information from [1]  Ikonicoff

263

Tiêu đề tưởng chừng như đặt ra một vấn đề quá là lạ lùng . Song đây lại là một khía cạnh trong bài toán lớn thống nhất lý thuyết lượng tử và lý thuyết tương đối .

Nhiều nhà vật lý khẳng định rằng vật lý lượng tử có thể suy ra từ lý thuyết tương đối.Họ chứng minh rằng lý thuyết tương đối cho phép tìm thấy những hiện tượng lượng tử . 

Tưởng rằng 2 lý thuyết đó như nước và lửa song điều đó lại chỉ là tương đối mà thôi ! Và  đây lại  là dấu hiệu của một lý thuyết bao trùm.

Người ta muốn có một lý thuyết thống nhất lý thuyết lượng tử và lý thuyết tương đối để miêu tả được nội vùng lỗ đen và kể cả “thời điểm “ bigbang.

   

                                                       Hy vọng suy lượng tử từ tương đối

Ngoài ý muốn biến lý thuyết Einstein thành một lý thuyết đột sinh từ lý thuyết lượng tử (lý thuyết nào là lý thuyết cơ bản ?) các nhà vật lý nêu lên ý tưởng rằng điều ngược lại cũng khả dĩ .Nhiều hiện tượng lượng tử có thể suy ra từ lý thuyết tương đối (hơn nữa  từ tương đối hẹp !).

Từ phía Einstein

Lý thuyết tương đối (hẹp –Einstein 1905) chỉ xét những chuyển động thẳng không gia tốc không hấp dẫn .Như vậy xét các chuyển động với vận tốc không đổi và thẳng .

Tiên đề Galilée (1632)-tiên đề tương đối –nói rằng các định luật vật lý là như nhau đối với mọi người quan sát đang chuyển động thẳng đều .

Theo lý thuyết Einstein ánh sáng có vận tốc không đổi là 299.792,458 km/s đối với mọi quan sát viên , điều này được chứng minh bằng thí nghiệm Albert Michelson. Những điều trên dẫn đến công thức E=mc 2 .

Từ phía lý thuyết lượng tử

Lý thuyết lượng tử xây dựng từ năm 1900 và xem như định hình hoàn toàn vào năm 1930, là một lý thuyết chứa nhiều yếu tố kỳ lạ song được kiểm nghiệm đầy đủ như lý thuyết tương đối .Trong lý thuyết lượng tử  : một hạt có thể nằm ở nhiều vị trí và/hoặc ở nhiều trạng thái khác nhau đồng thời. Hai tính chất này được gọi là không định xứ (non-localité) và chồng chất (superposition ). Ví dụ một photon đơn độc có thể đi qua hai khe đồng thời hoặc bị phân cực trái-phải đồng thời .

Sự bất định trên được miêu tả bởi những phương trình rõ ràng và xác định (phương trình Schrodinger, nguyên lý bất định Heisenberg), dẫn đến hiện tượng liên đới lượng tử (entanglement quantum) nối liền hai hạt vượt qua khoảng cách bất kỳ .

Một vi phạm 

Các nhà vật lý đã chứng minh ở mức độ toán học của các phương trình rằng có thể chứng minh tính không định xứ và chồng chất từ lý thuyết tương đối hẹp. 

Einstein bản thân  đưa ra tiên đề rằng vật chất , năng lượng ,thông tin phải không được vượt vận tốc ánh sáng  song biến đổi « Lorentz » (tác giả Hendrik Antoon Lorentz và Henri Poincaré ) không đòi hỏi điều đó.

Biến đổi đó cho phép miêu tả quan điểm của nhiều quan sát viên (chuyển động thẳng đều ) về một hiện tượng-ví dụ sự bùng nổ của siêu tân tinh. Biến đổi này dẫn đến sự dãn nở và dồn ép không thời gian  (dilatation ou compression du temps ou de l'espace )tùy theo chuyển động của quan sát viên.

Những dấu hiệu của một lý thuyết lớn 

Các nhà vật lý đã xét các hiện tượng xảy ra  dưới vận tốc ánh sáng và trên vận tốc ánh sáng . Họ đã đi vào các hiện tượng lượng tử không định xứ và chồng chất . Như thế nếu một hệ vật lý bức xạ một hạt siêu ánh sáng (supraluminique) từ điểm A đến điểm B thì các biến đổi tổng quát Lorentz nói rằng người quan sát ở điểm B lại thấy hạt bay từ điểm B đến điểm A một cách không xác định . 

Công trình của các tác giả thực hiện ở mức thuần túy toán học . Có thể tóm tắt : 

Nếu ta xét các lời giải dưới vận tốc ánh sáng (sous-luminique) và siêu ánh sáng (supraluminique ) của biến đối Lorentz thì thấy rằng cách hành xử không xác định (non-deterministe) và cách xử sự cổ điển của hạt là đột sinh như một hệ quả tự nhiên . , "si l'on garde les solutions sous-luminiques et supraluminiques [de la transformation de Lorentz] alors le comportement non-déterministe et le mouvement non-classique des particules émerge comme une conséquence naturelle" .

Vậy sự chồng chất trạng thái của hạt là đột sinh từ các phương trình Lorentz từ quan điểm của một quan sát viên khi tổng hợp các hiện tượng dưới vận tốc ánh sáng và siêu ánh sáng (supraluminiques et sous-luminiques).

Người ta còn nhớ lại năm 2014 hai nhà nghiên cứu Mỹ Juan Maldacena và Leonard Susskind đã thiết lập mối quan hệ tương đương giữa các hiện tượng liên đới lượng tử (entanglement quantum) với các lỗ sâu đục không thời gian của lý thuyết tương đối bằng công thức ER=EPR ( ở đây có thể kể thêm song ngẫu AdS/CFT của Maldacena ). Như thế hai lý thuyết (lượng tử và tương dối) có thể cuối cùng đều là một lý thuyết dưới hai ngôn ngữ có hình thức không thích hợp. 

Công trình của các tác giả đã hé mở cho thấy một sự thống nhất sâu sắc giữa hai lý thuyết và dẫn đến một lý thuyết lớn bao trùm –vấn đề còn lại là mở  bức màn và định hình lý thuyết lớn đó. 

KẾT LUẬN 

Vậy bài toán  suy lý thuyết lượng tử từ lý thuyết tương đối (hẹp) là bài toán giải được và lời giải  là một khía cạnh lạc quan của bài toán lớn thống nhất lượng tử và tương đối .

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]ROMÁN IKONICOFF, Des chercheurs affirment que la physique quantique se déduit de la théorie de la relativité. Science et vie

https://www.science-et-vie.com/ciel-et-espace/des-chercheurs-affirment-que-la-physique-quantique-se-deduit-de-la-theorie-de-la-55195

[2] Cần đọc thêm các tài liệu sau

• Le grand retour de la théorie du tout

• Livre : plaidoyer pour une nouvelle physique

• Ils ont capté l'origine de l'irréversibilité du monde physique !

• Au-delà du réel : le nouveau visage de l'espace temps