Trong một thí nghiệm đột phá, các nhà nghiên cứu đã đo chính xác thời gian mà một photon dành cho một rào cản lượng tử, một hiện tượng được gọi là tunneling lượng tử. Phát hiện này, được công bố trên tạp chí Nature, thách thức một dự đoán chính của giải thích Bohm về cơ học lượng tử.
Giải thích của Bohm, được đề xuất vào năm 1952, cho rằng các hạt có quỹ đạo xác định được hướng dẫn bởi một "sóng dẫn đường". Theo lý thuyết này, một hạt khi vào một rào cản vô hạn sẽ giữ nguyên ở đó vô thời hạn. Tuy nhiên, thí nghiệm gần đây cho thấy các photon vượt qua rào cản với một tốc độ có thể đo được, cho thấy thời gian cư trú không phải là vô hạn.
Thí nghiệm liên quan đến các photon bị giam giữ giữa các gương với một chất lỏng huỳnh quang, buộc chúng hành xử như thể chúng có khối lượng. Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một cấu trúc với các kênh song song và một "dốc" để tạo ra các photon với năng lượng khác nhau. Chìa khóa là một rào cản rộng lớn đến mức nó có vẻ như vô hạn đối với photon. Khi vượt qua rào cản, các photon đã chuyển dịch về phía bên, cho phép đo thời gian cư trú của chúng.
Nghiên cứu này cung cấp dữ liệu thực nghiệm cho một cuộc tranh luận trước đây chỉ nằm trong lý thuyết, mở ra một giai đoạn mới trong việc khám phá tunneling lượng tử. Cơ học lượng tử đã thành công đáng kể trong việc dự đoán các hiện tượng hạ nguyên tử, nhưng cách giải thích của nó vẫn là một lĩnh vực tranh luận triết học và những nghịch lý chưa được giải quyết. Công trình này cung cấp một phép đo đáng tin cậy, kết nối các ý tưởng với các phép đo và mở ra một giai đoạn mới trong việc khám phá tunneling lượng tử.
Sự tiến bộ này là rất quan trọng, cho phép quan sát trực tiếp các hiện tượng trước đây chỉ là trừu tượng, mang lại cho vật lý lượng tử một chiều kích rõ ràng và có thể xác minh hơn.