Tại sao USB đầy dữ liệu lại nhẹ hơn USB trống?

Một sự thật khoa học gây bất ngờ đã chỉ ra rằng, một chiếc USB khi được lấp đầy dữ liệu lại thực sự nhẹ hơn chính nó lúc còn trống.

Một cách logic, chúng ta thường nghĩ rằng việc thêm thứ gì đó vào một vật chứa sẽ khiến nó nặng hơn. Một chiếc túi rỗng luôn nhẹ hơn một chiếc túi đầy sách. Nhưng với thế giới lưu trữ kỹ thuật số, những logic thông thường lại không được áp dụng. Một sự thật khoa học chỉ ra rằng, một chiếc USB khi được lấp đầy dữ liệu lại thực sự nhẹ hơn chính nó lúc còn trống.

Lưu dữ liệu không làm USB nặng hơn, mà còn nhẹ đi

Hẳn bạn sẽ nghĩ rằng sự chênh lệch này không đáng kể, và bạn đã đúng. Nó nhỏ đến mức không thể đo lường bằng bất kỳ loại cân thông thường nào. Trên thực tế, để có thể cân đo được sự khác biệt, bạn sẽ cần một số lượng USB nhiều hơn cả số lượng đang tồn tại trên hành tinh. Tuy nhiên, dù cực nhỏ, sự chênh lệch này là có thật và nó được giải thích bằng các nguyên lý vật lý cơ bản về cách dữ liệu được lưu trữ.

Để hiểu được nghịch lý này, chúng ta cần biết cách một chiếc USB hoạt động. Khác với máy tính lượng tử, máy tính chúng ta sử dụng hằng ngày là cỗ máy nhị phân, xử lý mọi thứ dưới dạng chuỗi các con số 0 và 1. Dữ liệu trong USB cũng được lưu trữ theo cách này.

Bên trong USB là hàng tỉ bóng bán dẫn (transistor) siêu nhỏ, mỗi bóng đại diện cho một bit dữ liệu. Đây là điểm mấu chốt của vấn đề:

Như vậy, một chiếc USB "trống" thực chất lại chứa đầy các bit "0", đồng nghĩa với việc các bóng bán dẫn của nó đang tích đầy electron. Ngược lại, khi bạn lưu dữ liệu (phim, ảnh, tài liệu), bạn đang chuyển đổi hàng loạt các bit "0" thành bit "1", tức là bạn đang giải phóng các electron ra khỏi bóng bán dẫn.

Dù vô cùng nhỏ bé, các electron vẫn có khối lượng. Theo Bách khoa toàn thư Britannica, khối lượng của một electron là khoảng 9.109×10^-31 kg.

Khi bạn thêm dữ liệu vào USB, bạn đang loại bỏ hàng tỉ tỉ electron, và do đó, làm giảm một phần khối lượng cực nhỏ của nó. Một chiếc USB trống, với đầy các electron bị "bẫy", về mặt kỹ thuật sẽ nặng hơn chính nó khi đã chứa đầy dữ liệu.

Tất nhiên, sự chênh lệch này là vô cùng nhỏ và hoàn toàn không mang ý nghĩa thực tế.