Nhà vật lý lượng tử David Nadlinger thuộc đại học Oxford (Anh Quốc) đã chụp được bức ảnh một nguyên tử đơn lẻ treo trong điện trường và có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Chỉ vài năm trước thôi thì điều này là bất khả thi.

Tấm ảnh chụp 1 nguyên tử
(ảnh: David Nadlinger / Oxford University)

Bức ảnh đáng kinh ngạc này có tiêu đề “Đơn nguyên tử trong một bẫy ion”, gần đây đã giành được giải thưởng trong trong cuộc thi ảnh khoa học của Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Vật lý và Kỹ thuật Anh Quốc (tên viết tắt tiếng Anh: EPSRC).

Bạn có thể thấy được nguyên tử trong tấm hình ở trên, đó là chấm nhỏ xíu ở trung tâm. Nó hơi khó thấy một chút, do vậy bạn có thể sẽ phải dùng kính lúp để nhìn tấm ảnh này.

Thật ra, bức ảnh không phải chỉ chụp nguyên tử, mà là ánh sáng phát ra từ nguyên tử đó trong trạng thái bị kích thích. Theo lời dẫn của EPSRC: Bức ảnh “Đơn nguyên tử trong một bẫy ion”, chụp bởi David Nadlinger thuộc đại học Oxford, cho thấy một nguyên tử treo bởi trường phát ra từ các cực kim loại xung quanh nó. Khoảng cách giữa hai đầu mũi kim nhỏ là khoảng 2 milimet.

>> Sự tồn tại của linh hồn không mâu thuẫn với khoa học – một nhà vật lý gạo cội giải thích

Khi được chiếu sáng bằng ánh sáng laser đúng màu xanh tím, nguyên tử sẽ hấp thu và phát ra hạt ánh sáng đủ nhanh để một camera bình thường có thể chụp được trong chế độ chụp phơi sáng. Bức ảnh giành chiến thắng này được chụp qua cửa sổ của một khoang chân không cực cao, trong đó đặt bẫy ion.

Tấm ảnh chụp 1 nguyên tử
(ảnh: David Nadlinger / Oxford University)

Những ion nguyên tử làm mát bằng laser cung cấp một nền tảng mới để khám phá và sử dụng những đặc tính độc đáo của vật lý lượng tử. Chúng có thể được sử dụng làm những bộ cảm biến và đồng hồ cực kỳ chính xác. Hay như theo khám phá của Trung tâm mạng Công nghệ Thông tin Lượng tử Anh Quốc, chúng còn có thể dùng làm các khối nền tảng cho máy tính lượng tử trong tương lai, có thể xử lý những vấn đề thách thức siêu máy tính mạnh nhất hiện nay.

Ông Nadlinger chia sẻ: “Nếu chúng ta nhìn được một nguyên tử đơn lẻ bằng mắt thường thì đó là một cầu nối tuyệt vời, trực tiếp và đẹp đẽ giữa thế giới lượng tử vi quan và thế giới vĩ mô thực tại của chúng ta. Những tính toán sơ bộ cho thấy những số liệu rất khả quan và thuận lợi, và khi tôi quyết định đến phòng thí nghiệm với một máy ảnh và giá ba chân vào một buổi chiều thứ 7 yên tĩnh, cuối cùng tôi đã được tưởng thưởng bằng cái chấm nhỏ xanh nhạt này.

Theo thisiscolossal
Nguyên Khánh

>> Máy tính lượng tử là gì và vì sao nó có khả năng tính toán siêu đẳng?