Name: Bạn Sử Dụng Vật Lý Lượng Tử Để Ngửi (You Use Quantum Physics to Smell)
Uploaded: 2026-01-24T11:31:43.000Z
Duration: 9 min 24 s
Description: Thousands of YouTube videos with English-Chinese subtitles! Now you can learn to understand native speakers, expand your vocabulary, and improve your pronunciation...

Our nose uses quantum physics to smell, at least according to our best theory of how smell works.

Mũi của chúng ta sử dụng vật lý lượng tử để ngửi, ít nhất là theo lý thuyết tốt nhất của chúng ta về cách hoạt động của khứu giác.

Now, how our noses work was always a bit of a mystery to me, but

Giờ thì, cách mũi chúng ta hoạt động luôn là một bí ẩn đối với tôi, nhưng

I recently learned how they worked and so I thought I'd make a video about it.

gần đây tôi đã tìm hiểu cách chúng hoạt động và vì vậy tôi nghĩ mình sẽ làm một video về nó.

When you sniff odour, molecules get sucked into your nose and they get captured by a layer of mucus and are then taken to a postage stamp sized area in the top of your nasal cavity called the olfactory epithelium.

Khi bạn hít ngửi mùi, các phân tử sẽ bị hút vào mũi và chúng bị giữ lại bởi một lớp chất nhầy rồi được đưa đến một khu vực có kích thước bằng con tem ở phía trên khoang mũi của bạn, gọi là biểu mô khứu giác.

This contains bundles of neurons containing special receptor sites which detect the molecules and send signals to the brain.

Khu vực này chứa các bó nơ-ron có các vị trí thụ thể đặc biệt để phát hiện các phân tử và gửi tín hiệu đến não.

It has been difficult to know exactly how receptors work because nobody has worked out a way of looking at them while they're in a living nose.

Rất khó để biết chính xác các thụ thể hoạt động như thế nào vì chưa ai tìm ra cách quan sát chúng khi chúng còn trong mũi sống.

You can take them out of a nose and look at them, but

Bạn có thể lấy chúng ra khỏi mũi và quan sát, nhưng

then they lose their structure when they're not supported by the cell membrane that they sit in.

khi đó chúng sẽ mất cấu trúc vì không còn được màng tế bào nâng đỡ.

It would be like taking a jellyfish out of the sea which just collapses into a mushroom.

Điều này giống như việc bạn vớt một con sứa ra khỏi biển, nó sẽ xẹp lép thành một cái nấm.

We know that the sensation of smell is caused by odor molecules being caught by the receptor sites, which then causes those neurons to fire.

Chúng ta biết rằng cảm giác ngửi được là do các phân tử mùi bị các vị trí thụ thể bắt giữ, sau đó làm cho các nơ-ron đó hoạt động.

But because we can't directly look at the receptors, we have to infer how they work from indirect evidence.

Nhưng vì chúng ta không thể nhìn trực tiếp vào các thụ thể, chúng ta phải suy luận cách chúng hoạt động từ bằng chứng gián tiếp.

Now, there's two main theories about how smell receptors work, shape and vibration.

Hiện tại, có hai lý thuyết chính về cách các thụ thể khứu giác hoạt động: hình dạng và rung động.

The shape theory says that the smell receptors have specific shapes that fit the odour molecules, kind of like a key fitting into a lock.

Lý thuyết hình dạng cho rằng các thụ thể khứu giác có hình dạng đặc biệt khớp với các phân tử mùi, giống như chìa khóa khớp với ổ khóa.

However, this theory doesn't quite work because we know that we don't have one kind of receptor for every type of odor molecule.

Tuy nhiên, lý thuyết này không hoàn toàn đúng vì chúng ta biết rằng chúng ta không có một loại thụ thể cho mỗi loại phân tử mùi.

We have about 300 different kinds of receptors, but we can detect about 10,000 different smells.

Chúng ta có khoảng 300 loại thụ thể khác nhau, nhưng chúng ta có thể phát hiện ra khoảng 10.000 mùi khác nhau.

So there's something more complicated going on.

Vì vậy, có điều gì đó phức tạp hơn đang diễn ra.

The latest theory is that each receptor is built to fit just one section of a molecule.

Lý thuyết mới nhất là mỗi thụ thể được chế tạo để chỉ khớp với một phần của phân tử.

So any molecule that has that part will have a similar smell.

Vì vậy, bất kỳ phân tử nào có phần đó sẽ có mùi tương tự.

So any molecule that has a sulfur hydrogen bond will smell like rotten eggs.

Vì vậy, bất kỳ phân tử nào có liên kết lưu huỳnh hydro sẽ có mùi như trứng thối.

This matches with the evidence because you can get many different shaped molecules that end up having the same smell because they've got a similar molecular group.

Điều này phù hợp với bằng chứng vì bạn có thể có nhiều phân tử có hình dạng khác nhau nhưng cuối cùng lại có cùng mùi vì chúng có một nhóm phân tử tương tự.

However, this theory can't explain everything.

Tuy nhiên, lý thuyết này không giải thích được mọi thứ.

There are certain molecules that are made of the exact same groups, but

Có những phân tử được tạo thành từ các nhóm giống hệt nhau, nhưng

are just arranged in a different way, but they smell very different to each other.

chỉ được sắp xếp theo một cách khác, và chúng có mùi rất khác nhau.

For example, vanillin, which smells like vanilla, has all the same molecular groups, just in a different order to isovanilin, which has a very nasty, sickly medicinal smell.

Ví dụ, vanillin, có mùi như vani, có tất cả các nhóm phân tử giống nhau, chỉ khác thứ tự so với isovanilin, có mùi thuốc rất khó chịu, buồn nôn.

So there's an alternative theory of smell, the vibration theory.

Vì vậy, có một lý thuyết thay thế về mùi, đó là lý thuyết rung động.

In the vibration model of smell, the smell receptor can tell the difference between different molecules based on how they vibrate.

Trong mô hình rung động của mùi, thụ thể mùi có thể phân biệt các phân tử khác nhau dựa trên cách chúng rung động.

Each chemical bond has a certain resonant frequency that it naturally vibrates at.

Mỗi liên kết hóa học có một tần số cộng hưởng nhất định mà nó tự nhiên rung động.

Kind of like how an open guitar string always resonates at the same frequency and so always gives you the same pitch.

Giống như cách một dây đàn guitar mở luôn cộng hưởng ở cùng một tần số và do đó luôn cho bạn cùng một cao độ.

So different molecules have a different signature set of vibrational frequency, which depends on what atoms they're made of and how they're all connected.

Vì vậy, các phân tử khác nhau có một tập hợp tần số rung động đặc trưng khác nhau, tùy thuộc vào các nguyên tử cấu tạo nên chúng và cách chúng được kết nối.

In the past, scientists have harnessed this property to figure out the chemical composition of molecules using light in a process called Raman spectroscopy.

Trong quá khứ, các nhà khoa học đã khai thác đặc tính này để xác định thành phần hóa học của các phân tử bằng ánh sáng trong một quy trình gọi là quang phổ Raman.

When you shine laser light through a bunch of molecules, some of the light's absorbed to make these molecular bonds vibrate, and

Khi bạn chiếu tia laser qua một đám phân tử, một phần ánh sáng sẽ bị hấp thụ để làm cho các liên kết phân tử này rung động, và

then light with different energy and hence a different frequency is emitted.

sau đó ánh sáng với năng lượng khác và do đó tần số khác sẽ được phát ra.

You can then look at the frequencies of this new light, which we see as their color, and

Bạn có thể xem xét tần số của ánh sáng mới này, mà chúng ta thấy là màu sắc của chúng, và

xác định xem các phân tử được tạo thành từ gì.

And it's worth mentioning that when it comes to light, each specific color relates to a specific frequency which has a specific energy.

Và đáng nói là khi nói đến ánh sáng, mỗi màu sắc cụ thể liên quan đến một tần số cụ thể có năng lượng cụ thể.

There's a one to one mapping between them.

Có một sự tương ứng một-một giữa chúng.

This has been a great way to detect different kinds of molecule.

Đây là một cách tuyệt vời để phát hiện các loại phân tử khác nhau.

So perhaps our smell receptors are doing something like this.

Vậy có lẽ các thụ thể khứu giác của chúng ta cũng đang làm điều gì đó tương tự.

But for many years, the vibration theory of smell was not very popular because there's no way our noses can do Raman spectroscopy, as unfortunately, our noses don't emit laser beams.

Nhưng trong nhiều năm, lý thuyết rung động của mùi không phổ biến lắm vì không có cách nào mũi chúng ta có thể thực hiện quang phổ Raman, vì không may, mũi chúng ta không phát ra tia laser.

And we can't be using natural light because we can smell in the dark.

Và chúng ta không thể sử dụng ánh sáng tự nhiên vì chúng ta có thể ngửi trong bóng tối.

But there is another method to detect the vibrations of molecules that uses electrons instead of light, which comes from the realm of quantum physics.

Nhưng có một phương pháp khác để phát hiện các rung động của phân tử sử dụng electron thay vì ánh sáng, đến từ lĩnh vực vật lý lượng tử.

Đó là một dạng của hiệu ứng đường hầm lượng tử.

Quantum tunneling is the phenomena where quantum particles, like electrons, can travel to places that normal classical particles can't.

Hiệu ứng đường hầm lượng tử là hiện tượng mà các hạt lượng tử, như electron, có thể di chuyển đến những nơi mà các hạt cổ điển bình thường không thể.

They can jump through walls by disappearing from one side and immediately peering on the other.

Chúng có thể nhảy xuyên qua các bức tường bằng cách biến mất ở một bên và xuất hiện ngay lập tức ở phía bên kia.

This is one of the counterintuitive behaviors of quantum particles and is a consequence of quantum particles behaving as spread out waves in a specific situation.

Đây là một trong những hành vi phản trực giác của các hạt lượng tử và là hệ quả của việc các hạt lượng tử hoạt động như những làn sóng lan tỏa trong một tình huống cụ thể.

Electron tunneling can actually be used to find the resonant frequencies of molecules.

Hiệu ứng đường hầm electron thực sự có thể được sử dụng để tìm tần số cộng hưởng của các phân tử.

If we take two metals and separate them by a small barrier and then apply a voltage to make an electron get pushed to one side.

Nếu chúng ta lấy hai kim loại và ngăn cách chúng bằng một rào cản nhỏ rồi đặt một điện áp để đẩy electron sang một bên.

Normally in classical physics, the electron can't get across this barrier, but

Thông thường trong vật lý cổ điển, electron không thể vượt qua rào cản này, nhưng

if the gap is very small, it can quantum tunnel to the other side.

nếu khe hở rất nhỏ, nó có thể xuyên hầm lượng tử sang phía bên kia.

Nhưng có một điều kiện bổ sung.

An electron in a metal is a certain energy, and

Một electron trong kim loại có một năng lượng nhất định, và

it can only tunnel to the other side if there's an empty hole which has got the same energy.

nó chỉ có thể xuyên hầm sang phía bên kia nếu có một lỗ trống có cùng năng lượng.

But if the hole on the other side is at a lower energy, the electron can't tunnel because there's nowhere for the spare Energy to go.

Nhưng nếu lỗ trống ở phía bên kia có năng lượng thấp hơn, electron không thể xuyên hầm vì không có chỗ nào để năng lượng dư thừa đi vào.

But if we introduce a molecule into the gap, something interesting happens.

Nhưng nếu chúng ta đưa một phân tử vào khe hở, điều thú vị sẽ xảy ra.

If the energy difference between the electron and the hole is just the same as the energy needed to vibrate one of the resonances of the molecule, then the electron is allowed to tunnel across and it drops its extra energy into vibrating the molecule when it goes across.

Nếu sự chênh lệch năng lượng giữa electron và lỗ trống giống hệt năng lượng cần thiết để rung động một trong các cộng hưởng của phân tử, thì electron được phép xuyên hầm qua và nó giải phóng năng lượng dư thừa của mình vào việc rung động phân tử khi nó đi

Scientists have built machines that use this property to probe molecules.

Các nhà khoa học đã chế tạo ra các máy móc sử dụng đặc tính này để thăm dò phân tử.

The technique is called inelastic electron tunneling spectroscopy.

Kỹ thuật này được gọi là quang phổ xuyên hầm electron không đàn hồi.

You can put in different molecules, change the energy difference between the electron and the hole and see where the electron tunnels, which tells you about the resonances of the molecule and so tells you what it's made from.

Bạn có thể đưa vào các phân tử khác nhau, thay đổi sự chênh lệch năng lượng giữa electron và lỗ trống và xem electron xuyên hầm ở đâu, điều này cho bạn biết về các cộng hưởng của phân tử và do đó cho bạn biết nó được tạo thành từ cái gì.

So perhaps our nose is doing the same thing.

Vì vậy, có lẽ mũi của chúng ta cũng làm điều tương tự.

Perhaps our smell receptors are behaving like that metal and the gap, which is waiting for an odour molecule to come in, which allows an electron to pass across the receptor and trigger the nerve.

Có lẽ các thụ thể khứu giác của chúng ta đang hoạt động giống như kim loại và khe hở đó, chờ phân tử mùi đi vào, cho phép electron đi qua thụ thể và kích hoạt dây thần kinh.

To find out, scientists did some very clever experiments.

Để tìm hiểu, các nhà khoa học đã thực hiện một số thí nghiệm rất thông minh.

This theory makes a very specific prediction that the odor of a molecule depends on the frequencies it vibrates at.

Lý thuyết này đưa ra một dự đoán rất cụ thể rằng mùi của một phân tử phụ thuộc vào tần số mà nó rung động.

So if you could change the frequencies of a molecule, you would also change its smell.

Vì vậy, nếu bạn có thể thay đổi tần số của một phân tử, bạn cũng sẽ thay đổi mùi của nó.

Vì vậy, đó chính xác là những gì họ đã làm.

replaced all of the hydrogen atoms with a heavier form of hydrogen called deuterium, which instead of having one proton in the nucleus, they've got a proton and a neutron.

thay thế tất cả các nguyên tử hydro bằng một dạng hydro nặng hơn gọi là deuterium, thay vì có một proton trong hạt nhân, chúng có một proton và một neutron.

Deuterium has all the same chemical properties as hydrogen, but is much heavier.

Deuterium có tất cả các đặc tính hóa học giống như hydro, nhưng nặng hơn nhiều.

The scientists got a bunch of the normal molecules and the heavier deuterated molecules and got different subjects to sniff them to see if they could tell the difference.

Các nhà khoa học đã lấy một loạt các phân tử bình thường và các phân tử deuterium nặng hơn và cho các đối tượng khác nhau ngửi chúng để xem liệu họ có thể phân biệt được không.

Humans, fruit flies and whitefish, they found strong evidence from these creatures that these two different forms of the molecule actually smells different.

Con người, ruồi giấm và cá hồi trắng, họ đã tìm thấy bằng chứng mạnh mẽ từ những sinh vật này rằng hai dạng phân tử khác nhau này thực sự có mùi khác nhau.

This is really cool, because it's really good evidence that our noses use quantum physics to smell the world, which I find utterly amazing.

Điều này thật tuyệt vời, bởi vì nó là bằng chứng rất tốt cho thấy mũi của chúng ta sử dụng vật lý lượng tử để ngửi thế giới, điều mà tôi thấy hoàn toàn đáng kinh ngạc.

Quantum physics shouldn't play much of a role in our warm, complicated bodies, so.

Vật lý lượng tử không nên đóng vai trò nhiều trong cơ thể ấm áp, phức tạp của chúng ta, vì vậy.

Vì vậy, thật điên rồ khi nó lại có.

But as successful as the vibration model is, it can't explain everything.

Nhưng dù mô hình rung động có thành công đến đâu, nó cũng không giải thích được mọi thứ.

You may have heard of chiral molecules, which are molecules that are made of all the same stuff, but

Bạn có thể đã nghe nói về các phân tử chiral, là những phân tử được tạo thành từ cùng một loại vật liệu, nhưng

được sắp xếp như hình ảnh phản chiếu của nhau.

For example, carvone has a left handed and right handed form, because these are made of the same atoms and bonds, they have all the same vibrations, so will look identical to vibration tests like Raman spectroscopy, inelastic electron tunneling.

Ví dụ, carvone có dạng thuận tay trái và thuận tay phải, vì chúng được tạo thành từ cùng các nguyên tử và liên kết, chúng có tất cả các rung động giống nhau, vì vậy sẽ giống hệt nhau đối với các bài kiểm tra rung động như quang phổ Raman, đường hầm điện t

So according to the vibration theory, they should smell the same, but they don't.

Vì vậy, theo lý thuyết rung động, chúng đáng lẽ phải có mùi giống nhau, nhưng thực tế thì không.

One form smells like caraway or dill and the other smells like spearmint so what can we conclude from all of this?

Một dạng có mùi như caraway hoặc thì là và dạng kia có mùi như bạc hà, vậy chúng ta có thể kết luận gì từ tất cả điều này?

It seems like you need both the shape model and the vibration model to explain how we smell.

Có vẻ như bạn cần cả mô hình hình dạng và mô hình rung động để giải thích cách chúng ta ngửi.

Perhaps our receptors first check the shape of the molecules and then.

Có lẽ các thụ thể của chúng ta đầu tiên kiểm tra hình dạng của phân tử và sau đó.

And then, if they get past that barrier, they are checked for their resonance vibrations through quantum tunneling.

Và sau đó, nếu chúng vượt qua được rào cản đó, chúng sẽ được kiểm tra rung động cộng hưởng thông qua đường hầm lượng tử.

But we won't know exactly how this works until we can figure out a way of directly observing the receptor sites in action.

Nhưng chúng ta sẽ không biết chính xác điều này hoạt động như thế nào cho đến khi tìm ra cách quan sát trực tiếp các vị trí thụ thể khi chúng hoạt động.

But isn't it crazy to think that these experiences of smell we have of a flower or coffee or freshly baked bread or a newborn baby, this experience of the world, came to your brain through something as strange as quantum tunneling?

Nhưng thật điên rồ khi nghĩ rằng những trải nghiệm về mùi hương của chúng ta với một bông hoa, cà phê, bánh mì mới nướng hay em bé sơ sinh, trải nghiệm thế giới này, lại đến não bạn thông qua một thứ kỳ lạ như đường hầm lượng tử?

So quantum physics, which seems for many people to be so strange and abstract, well, it's going on right up your nose.

Vì vậy, vật lý lượng tử, thứ mà nhiều người thấy kỳ lạ và trừu tượng, thực ra lại đang diễn ra ngay trong mũi bạn.

Just like all my other videos, I've made a poster for this one.

Giống như tất cả các video khác của tôi, tôi đã làm một tấm poster cho video này.

You can either buy it or get it for free.

Bạn có thể mua nó hoặc nhận miễn phí.

Check in the description to see where to get those.

Kiểm tra trong phần mô tả để biết nơi lấy chúng.

Also, if I've made any mistakes in this video, which does happen, I put that in the description too.

Ngoài ra, nếu tôi có bất kỳ sai sót nào trong video này, điều này vẫn xảy ra, tôi cũng đã ghi vào phần mô tả.

Vì vậy, nếu bạn phát hiện ra điều gì, hãy kiểm tra ở đó.

If it's not there, then leave a comment and I'll address that.

Nếu không có ở đó, hãy để lại bình luận và tôi sẽ giải quyết.

Other than that, I'm going to be making a ton more videos now under the banner of domain of science.

Ngoài ra, tôi sẽ làm thêm nhiều video nữa dưới thương hiệu domain of science.

Hẹn gặp lại các bạn trong video tiếp theo.