Trọng lực Cổ điển Có thể Gây ra Vướng víu Lượng tử, Nghiên cứu Mới Gợi ý

Các nhà vật lý tại Đại học Royal Holloway, Luân Đôn, đã đưa ra một lập luận lý thuyết cho thấy các trường hấp dẫn thông thường, hay trọng lực cổ điển, có khả năng tạo ra sự vướng víu lượng tử giữa vật chất. Phát hiện này thách thức quan niệm phổ biến rằng hiện tượng vướng víu lượng tử do hấp dẫn gây ra đòi hỏi phải có một lý thuyết về hấp dẫn lượng tử hoàn chỉnh.

Công trình nghiên cứu này, do Tiến sĩ Richard Howl và nhà nghiên cứu sau đại học Joseph Aziz dẫn đầu, được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 22 tháng 10 năm 2025. Động lực cho cuộc điều tra bắt nguồn từ một thí nghiệm tưởng tượng năm 1957 của Richard Feynman, trong đó ông đề xuất rằng nếu một vật thể tương tác hấp dẫn trong trạng thái chồng chập lượng tử ảnh hưởng đến một hạt khác, đó sẽ là bằng chứng thực nghiệm cho hấp dẫn lượng tử. Tuy nhiên, những phát hiện mới này chỉ ra rằng sự vướng víu có thể biểu hiện ngay cả khi không có một khuôn khổ hấp dẫn lượng tử được hiện thực hóa đầy đủ.

Tiến sĩ Howl đã làm rõ rằng phân tích của họ cho thấy các trường hấp dẫn cổ điển có khả năng gây ra hiệu ứng này giữa các khối lượng khác nhau, trái ngược với giả định trước đây rằng hấp dẫn lượng tử là điều kiện tiên quyết. Trong khuôn khổ vật lý cổ điển, trọng lực được hình dung là sự uốn cong hình học của không-thời gian. Các hàm ý của nghiên cứu cho thấy các tương tác giữa các trường hấp dẫn cổ điển đã được thiết lập và các trường lượng tử liên quan đến vật chất có thể tạo ra cái mà các nhà nghiên cứu gọi là "vướng víu giả" (quasi-entanglement), một dạng vướng víu kém bền vững hơn, không đòi hỏi sự tồn tại của hấp dẫn lượng tử.

Các nhà nghiên cứu đã mở rộng mô tả về vật chất được sử dụng trong các định lý trước đây sang khuôn khổ đầy đủ của lý thuyết trường lượng tử. Việc áp dụng Lý thuyết Trường Lượng tử (QFT) cho vật chất cho thấy các lý thuyết với trọng lực cổ điển vẫn có thể truyền thông tin lượng tử và do đó tạo ra sự vướng víu thông qua các quá trình vật lý, cục bộ, cụ thể là sự trao đổi các hạt ảo của vật chất liên quan đến tương tác hấp dẫn. Hiệu ứng này có quy mô khác so với dự đoán của các lý thuyết hấp dẫn lượng tử.

Thách thức trong việc chuyển lý thuyết này thành các thí nghiệm thực nghiệm vẫn còn đáng kể, chủ yếu là do khó khăn trong việc che chắn các hệ lượng tử khỏi sự mất kết hợp do nhiễu loạn môi trường gây ra. Howl bày tỏ sự lạc quan rằng các loại thí nghiệm được Feynman hình dung có thể sớm đạt được về mặt kỹ thuật. Công trình lý thuyết này cung cấp một cơ chế thay thế cho sự vướng víu, bỏ qua nhu cầu về lý thuyết hấp dẫn lượng tử vẫn chưa được khám phá, do đó giải quyết một bí ẩn trung tâm trong vật lý đương đại.

Các nhà phê bình, bao gồm Chiara Marletto tại Đại học Oxford, người đồng phát triển ý tưởng ban đầu về việc sử dụng vướng víu do hấp dẫn gây ra như một bài kiểm tra hấp dẫn lượng tử, đã đưa ra ý kiến phản đối, cho rằng nghiên cứu này thực chất chỉ cho thấy một lý thuyết cổ điển với các tương tác phi cục bộ trực tiếp giữa các đầu dò lượng tử có thể làm chúng vướng víu, một cơ chế không mới. Tuy nhiên, cả Howl và Marletto đều đồng ý rằng các thí nghiệm có khả năng phát hiện vướng víu do hấp dẫn gây ra sẽ mang tính biến đổi, và Howl lạc quan rằng các thí nghiệm được đề xuất có thể sớm khả thi về mặt kỹ thuật.