Thí nghiệm giả tưởng nổi tiếng của Schrödinger:

Một con mèo được nhốt vào trong hộp, cùng với các thiết bị sau (mà con mèo không thể tác động vào): một ống đếm Geiger (một thiết bị hữu ích dùng để phát hiện ra tia gamma, hạt alpha, hạt beta và các dạng khác của bức xạ ion) và một mẩu vật chất phóng xạ nhỏ đến mức trong vòng một tiếng đồng hồ chỉ có 50% xác suất nó phát ra một tia phóng xạ. Nếu có tia phóng xạ phát ra, ống đếm Geiger sẽ nhận tín hiệu và thả rơi một cây búa đập vỡ lọ thuốc độc hydrocyanic acid (HCN – một loại axit rất độc nhưng khi xét về mặt hóa học thì lại rất yếu) nằm trong hộp và con mèo sẽ chết. Nếu trong vòng một tiếng vẫn không có tia phóng xạ nào phát ra, con mèo vẫn sẽ sống. Hàm sóng của hệ thống sẽ là sự chồng chập của cả trạng thái con mèo sống và con mèo chết và cả hai trạng thái chồng chập có biên độ như nhau.Trong thí nghiệm trên, khi chưa mở hộp thì ta sẽ không thể biết được con mèo còn sống hay đã chết. Xác suất của mỗi trường hợp đều là 50%. Hay nói cách khác, con mèo bây giờ đang kẹt trong trạng thái chồng chập lượng tử. Tính chất lưỡng tính sóng – hạt của các thực thể vật chất ở mức thang nguyên tử cũng là một ví dụ cho sự chồng chập lượng tử.

Năm 1961, nhà vật lý học Eugene Wigner đề xuất một thí nghiệm giả tưởng.

Trong phòng thí nghiệm có một người bạn của Wigner, giả sử tên ông ta là A, A sẽ tung một đồng xu – nằm trong sự chồng chập của 2 trạng thái “sấp và ngửa”. Ta chỉ có thể biết đồng xu đang ở trạng thái sấp hay ngửa khi A kết thúc quá trình quan sát và đo đạc. Sau đó Wigner ở bên ngoài phòng thí nghiệm quan sát, nhưng không được phép biết kết quả đo của A. Đồng xu lượng tử đang chồng chập giữa trạng thái sấp và ngửa nên xác suất của hai trường hợp trên là 50/50. Vì kết quả mà A đo quyết định trạng thái cuối cùng của đồng xu nên ta có thể coi A đang vướng víu lượng tử với đồng xu. Lúc này Wigner sẽ thấy “cả căn phòng thí nghiệm chứa A và đồng xu” cũng là một hệ thống đang trong trạng thái chồng chập. Tức là khi Wigner chưa hỏi A về kết quả của thí nghiệm thì hiện thực sẽ bị chia làm 2 khả năng : 50% A thấy đồng xu nằm sấp – 50% A thấy đồng xu nằm ngửa. Hai khả năng này đồng thời cùng xảy ra một lúc. Ngay khi A cho Wigner biết về kết quả thí nghiệm, trạng thái chồng chập này sẽ sụp đổ ngay lập tức.

Nghịch lý đã xảy ra: Từ quan điểm của A, trạng thái của đồng xu đã được quyết định trước khi Wigner được thông báo kết quả cuối cùng. Vậy thì chính xác sự chồng chập này sụp đổ vào thời điểm nào? Từ lúc người bạn A đo đạc đồng xu hay lúc Wigner hỏi về kết quả? Hay nói cách khác, đối với cảm nhận của Wigner ngoài căn phòng thì ông đang đối mặt với hai vũ trụ cùng song song tồn tại, chính hành động hỏi kết quả của ông lúc cuối cùng đã quyết định ông “bước vào” vũ trụ nào trong hai vũ trụ kia.

0

0