Lần đầu 'bắt' được ánh sáng trong thời gian ảo

Các nhà vật lý tại Đại học Maryland (Mỹ) vừa đạt được một cột mốc khoa học chưa từng có: quan sát được ánh sáng khi nó di chuyển trong 'thời gian ảo', một khái niệm toán học tưởng chừng không có thực.

Việc quan sát được sự di chuyển của ánh sáng trong cả không gian thực và trạng thái "thời gian ảo" sẽ mở ra nhiều triển vọng ứng dụng thực tiễn trong đời sống hiện đại của con người - Ảnh minh họa: NASA

Thông thường, khi ánh sáng đi qua một vật liệu trong suốt, nó không di chuyển tự do như trong chân không. Mạng lưới phức tạp của các trường điện từ bên trong vật chất sẽ khiến mỗi photon bị chậm lại, làm trì hoãn hành trình của toàn bộ chùm sáng. 

Hiện tượng này giúp các nhà khoa học hiểu được cách ánh sáng tương tác với cấu trúc vi mô của vật liệu, từ đó khám phá tính chất vật lý của nó.

Từ ảo đến thực

Một phần trong các mô hình toán học mô tả hiện tượng này thường sử dụng các con số gọi là số ảo. Những số này vốn không có giá trị thực trong đời sống thường ngày và thường bị xem là công cụ toán học thuần túy. Thí nghiệm mới đã chứng minh rằng các con số tưởng chừng chỉ tồn tại trên giấy ấy thực chất có thể biểu hiện thành các hiện tượng vật lý hoàn toàn đo được.

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Physical Review Letters, một trong những tạp chí khoa học uy tín hàng đầu trong lĩnh vực vật lý, nhóm của hai nhà vật lý Isabella Giovannelli và Steven Anlage cho biết họ đã sử dụng sóng vi ba, một dạng ánh sáng nằm ngoài vùng nhìn thấy, và cho truyền qua một vòng dây cáp đồng trục khép kín. Thiết bị này mô phỏng một môi trường có kiểm soát để nghiên cứu sự truyền xung ánh sáng qua vật liệu.

Có thể bạn quan tâm

Tiếp bước truyền thống Trung đoàn 88, Sư đoàn 308, Quân đoàn 12 - Tu Vũ anh hùngPhát huy truyền thống 77 năm xây dựng, chiến đấu và trưởng thành (1-7-1949 / 1-7-2026), cán bộ, chiến sĩ Trung đoàn 88 (Trung đoàn Tu Vũ), Sư đoàn 308, Quân đoàn 12 đang ra sức thi đua huấn luyện giỏi, rèn luyện nghiêm, xây dựng chính quy, sẵn sàng chiến đấu cao. Những kết quả nổi bật trong thực hiện nhiệm vụ 6 tháng đầu năm 2026 là minh chứng sinh động cho quyết tâm tiếp nối truyền thống đơn vị 3 lần được tuyên dương danh hiệu Anh hùng LLVT nhân dân.

Thầy giáo “Quân hàm xanh” mang ánh sáng về cho dân bảnKhi màn đêm buông xuống, lớp học “xóa mù chữ, tái mù chữ” dành cho 30 học viên là phụ nữ người dân tộc Mông ở bản Ón, xã Tam Chung lại sáng rực ánh đèn.

Đầu tư cho truyền thông nghị viện là đầu tư cho niềm tin và sức mạnh mềm quốc giaVHO - Phó Chủ nhiệm Văn phòng Quốc hội Lê Thu Hà cho rằng, đầu tư cho truyền thông nghị viện là đầu tư cho chất lượng quản trị quốc gia, củng cố niềm tin của Nhân dân và nâng cao sức mạnh mềm của Việt Nam. Truyền thông nghị viện không chỉ lan tỏa thông tin mà còn góp phần đưa các giá trị của Quốc hội và hình ảnh một Việt Nam dân chủ, trách nhiệm, phát triển đến với công chúng trong nước và bạn bè quốc tế.

Bằng cách đo các dao động tần số siêu nhỏ của sóng vi ba khi đi qua hệ thống, họ phát hiện ra rằng sự dịch chuyển tần số không phải ngẫu nhiên mà chính là biểu hiện vật lý của các số ảo trong phương trình. 

Điều này cho thấy khái niệm thời gian ảo không chỉ là tưởng tượng toán học mà thực sự tồn tại và ảnh hưởng đến quá trình truyền ánh sáng.

Tiến sĩ Anlage nhận định rằng nhóm ông đã phát hiện ra một mức độ tự do ẩn trong sóng ánh sáng, vốn bị bỏ qua trước đây. Nhờ đó, hiện tượng từng được xem là "ảo" đã có thể giải thích bằng các yếu tố hoàn toàn thực tế.

Đáng chú ý, các xung ánh sáng trong môi trường này có thể tạm thời di chuyển nhanh hơn cả các photon tạo nên chúng. Điều này nghe có vẻ nghịch lý nhưng lại là hệ quả hợp lý khi xét đến ảnh hưởng của môi trường và cấu trúc sóng.

Nhiều triển vọng ứng dụng thực tế

Thành công của thí nghiệm này không chỉ đơn thuần là một bước tiến trong lĩnh vực vật lý lý thuyết. Việc quan sát được ánh sáng trong trạng thái gọi là "thời gian ảo" còn mở ra nhiều triển vọng ứng dụng thực tiễn trong đời sống hiện đại. 

Khi con người hiểu rõ hơn về cách mà sóng điện từ, từ ánh sáng cho đến sóng vi ba, di chuyển và biến đổi khi đi qua vật chất, chúng ta có thể tối ưu hóa nhiều công nghệ đang phụ thuộc vào chúng.

Chẳng hạn, trong lĩnh vực truyền thông không dây, kiến thức mới này có thể giúp cải thiện tốc độ và độ chính xác khi truyền tín hiệu. Với radar và các hệ thống cảm biến, nó có thể góp phần tăng độ nhạy và giảm nhiễu, từ đó nâng cao hiệu quả trong các lĩnh vực như hàng không, quân sự, và tự động hóa.

Hoa Kỳ - Việt Nam: Đừng bỏ lỡ

Đại sứ Nguyễn Quốc Dũng thăm và làm việc tại bang Minnesota, Hoa KỳTừ ngày 28-30/6, Đại sứ Việt Nam tại Hoa Kỳ Nguyễn Quốc Dũng đã có chuyến thăm, làm việc tại bang Minnesota.

Việt Nam khuyến khích doanh nghiệp Hoa Kỳ mở rộng đầu tư vào công nghệ caoSáng 26/6, tại Trụ sở Chính phủ, Phó Thủ tướng Hồ Quốc Dũng tiếp ông Jeff Place, Giám đốc Chuỗi cung ứng của Tập đoàn Coherent (Hoa Kỳ). Tại buổi tiếp, Phó Thủ tướng khẳng định Việt Nam khuyến khích các doanh nghiệp Hoa Kỳ mở rộng đầu tư, đặc biệt trong các lĩnh vực công nghệ cao, đổi mới sáng tạo và công nghiệp bán dẫn.

Khuyến khích các doanh nghiệp Hoa Kỳ mở rộng đầu tư trong lĩnh vực công nghệ caoPhó Thủ tướng Hồ Quốc Dũng cho biết Việt Nam hoan nghênh các doanh nghiệp Hoa Kỳ tiếp tục mở rộng hoạt động tại Việt Nam, nhất là trong các ngành công nghệ cao và lĩnh vực có giá trị gia tăng lớn.

Đặc biệt, trong thế giới đang phát triển của máy tính lượng tử, nơi mọi tương tác đều phụ thuộc vào hành vi của các hạt vi mô như photon, việc nắm bắt sâu sắc hơn về cách ánh sáng vận động có thể trở thành chìa khóa để thiết kế nên những thiết bị tính toán mạnh mẽ và ổn định hơn trong tương lai.

Nói cách khác, từ một hiện tượng từng được xem là hoàn toàn trừu tượng, giờ đây thời gian ảo đang dần trở thành một phần hữu ích của thế giới công nghệ thực tế.

Trở lại chủ đề

MINH HẢI

Nguồn: https://tuoitre.vn/lan-dau-bat-duoc-anh-sang-trong-thoi-gian-ao-20250630214758668.htm