Một hạt lượng tử không chọn một đường đi - nó dường như đi qua tất cả các đường có thể cùng lúc, và chỉ có tổng của các quỹ đạo này mới cho kết quả quan sát được. Chính ý tưởng này, được Richard Feynman đề xuất vào năm 1948, các nhà khoa học Trung Quốc lần đầu tiên đã kiểm chứng trong một thí nghiệm trực tiếp.
Nhóm nghiên cứu dưới sự dẫn dắt của Shi-Liang Zhu từ Đại học Sư phạm Hoa Nam và Phòng thí nghiệm quốc gia Hợp Phì đã thực hiện các phép đo trên các photon đơn lẻ. Các nhà nghiên cứu đã xây dựng một sơ đồ quang học phức tạp, trong đó photon đi qua một chuỗi các "mê cung" gồm các dịch chuyển pha và các bộ phân cực. Họ đã đo chính xác năm hàm truyền - các đối tượng toán học mô tả sự tiến hóa của trạng thái lượng tử giữa hai điểm - và nhân chúng lại, cuối cùng tái tạo 1 419 857 quỹ đạo riêng lẻ.
Kết quả trùng khớp với các dự đoán của công thức Feynman với độ chính xác cao: các xác suất sinh ra từ sự chồng chập kết hợp của tất cả các đường, và biên độ của tất cả các quỹ đạo có độ lớn bằng nhau, còn pha được xác định bởi tác dụng cổ điển theo đơn vị hằng số Planck. Đây là sự xác nhận trực tiếp hai tiên đề cơ bản mà trước đây người ta chấp nhận mà không chứng minh.
Hãy tưởng tượng bạn ném một hòn đá xuống ao: vật lý cổ điển thấy một quỹ đạo, còn cơ học lượng tử đòi hỏi phải cộng các đóng góp từ hàng tỷ đường "ma quái", mỗi đường đóng góp một hiệu chỉnh nhỏ. Thí nghiệm cho thấy rằng nếu không tính đến tất cả các hiệu chỉnh này, dự đoán sẽ không hoạt động - và đó chính xác là cách một photon thực sự hành xử.
Công trình, được công bố vào ngày 26 tháng 2026 năm trên tạp chí Science Advances, mở đường cho các thử nghiệm mới trong quang học lượng tử và kiểm soát chính xác hơn các trạng thái lượng tử. Giờ đây, người ta có thể trực tiếp kiểm tra cách môi trường hoặc phép đo "cắt bỏ" các đường thừa, và tạo ra các thiết bị lượng tử ổn định hơn.
Thí nghiệm không chỉ xác nhận lý thuyết cũ - nó đã cung cấp một công cụ để nhìn sâu hơn vào bản chất của thực tại lượng tử.
