Một nhóm các nhà vật lý lần đầu tiên đã vi phạm bất đẳng thức Bell, không sử dụng các trạng thái bên trong mà sử dụng các trạng thái xung lượng—tức là các trạng thái liên quan đến chuyển động—của các hạt có khối lượng. Trong thí nghiệm, họ đã sử dụng các cặp nguyên tử heli siêu bền vướng víu về xung lượng, được điều khiển trong một giao thoa kế sóng vật chất. Kết quả S = 2,52 ± 0,17 vượt quá giới hạn cổ điển 2 với ba độ lệch chuẩn.
Công trình được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Úc: J. S. Atreja, S. Kannan, S. S. Hodgman và các đồng nghiệp. Họ đã tạo ra các cặp nguyên tử heli-4 ở trạng thái siêu bền thông qua va chạm sóng s trong khí siêu lạnh. Sau đó, các cặp được tách ra và quỹ đạo của chúng được điều khiển bằng giao thoa kế sóng vật chất kết hợp—một thiết bị tương tự như giao thoa kế quang học, nhưng dành cho nguyên tử.
Điểm mấu chốt: sự vướng víu về xung lượng có nghĩa là việc đo vận tốc của một nguyên tử ngay lập tức xác định vận tốc của nguyên tử kia, bất kể khoảng cách. Đây không chỉ là tương quan, mà là sự phi định xứ thực sự trong không gian xung lượng. Hãy tưởng tượng hai quả bóng bay ra hai hướng ngược nhau: nếu một quả đột nhiên 'chọn' một hướng, quả kia ngay lập tức điều chỉnh theo, mặc dù không có tín hiệu nào kịp truyền giữa chúng.
Thí nghiệm đã hoàn thành mục tiêu lâu dài của quang học nguyên tử lượng tử—đưa các phép thử Bell từ photon và spin sang các bậc tự do bên ngoài của các hạt có khối lượng. Trước đây, các phép thử như vậy chỉ được thực hiện với các trạng thái bên trong của nguyên tử hoặc với các photon nhẹ. Giờ đây, bất đẳng thức đã bị vi phạm chính xác đối với chuyển động của các vật thể nặng.
Điều này mở ra con đường nghiên cứu sự phi định xứ lượng tử trong trường hấp dẫn. Các hạt có khối lượng cảm nhận lực hấp dẫn mạnh hơn, vì vậy bước tiếp theo là kiểm tra xem lực hấp dẫn ảnh hưởng đến sự vướng víu xung lượng như thế nào. Theo bản in trước được công bố vào ngày 2 tháng 2026 năm trên arXiv, công trình này đặt nền móng cho các thí nghiệm trong tương lai ở giao điểm của cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng.
Các kết quả thu được bằng giao thoa kế sóng vật chất cho thấy sự phi định xứ lượng tử không bị giới hạn trong thế giới vi mô của các hạt nhẹ. Các nguyên tử có khối lượng cũng tuân theo những quy tắc kỳ lạ tương tự, và bây giờ điều này đã được chứng minh trực tiếp.
