ПОПУЛЯРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Кадры

Фотогалерея

Новости

Новое исследование показывает, что время в квантовой физике может течь в любую сторону / 13.12.2021

 

Традиционная теория о том, что время может двигаться только вперед, оспаривается исследованием, но условия для "стрелки назад" ограничены.

Вопрос о том, можно ли повернуть время вспять, является "одной из фундаментальных проблем" квантовой физики. Течение времени может идти в любую сторону в мире квантовой физики, и это редкое явление можно наблюдать и измерять в хорошо спланированном эксперименте, согласно новому исследованию.

Одна из самых загадочных вещей в квантовой механике заключается в том, что субатомная частица может одновременно обладать различными физическими свойствами - например, вращаться в противоположных направлениях, что называется суперпозицией. Почти столетие квантовые физики спорят о том, можно ли применить закон суперпозиции ко времени, чтобы субатомная частица могла одновременно ощущать прошлое и будущее. Дебаты далеки от завершения, в частности потому, что остается неясным, при каких обстоятельствах время может быть обращено вспять и как обнаружить такое событие.

Джулия Рубино, квантовый физик из Британского Бристольского университета, и ее коллеги обнаружили, что стрелка времени указывает назад в простой квантовой системе, содержащей всего несколько субатомных частиц, когда хаос в системе уменьшается. Их статья была опубликована в пятницу в журнале Communications Physics. Это явление можно наблюдать только тогда, когда система чрезвычайно стабильна, с небольшим количеством беспорядка, или "энтропии".

"Мы не знаем, эволюционирует ли кубит (квантовая частица) "вперед во времени" или "назад во времени", пока он не будет измерен", — сказала Рубино. Путешествуют ли частицы во времени в прошлое или будущее, остается неизвестным до тех пор, пока они не будут измерены.

В сложных системах время всегда движется вперед, но ученые утверждают, что в небольшой стабильной системе они могут обнаружить обратное движение времени. Исследователь квантовой физики Ван Иньдань, профессор Института теоретической физики Китайской академии наук в Пекине, говорит, что большинство ученых - и она, в том числе - до сих пор считают, что время движется в одну сторону. В квантово-физических экспериментах с небольшим количеством атомов или легких частиц "почти любую операцию можно зарезервировать. Мы рассматривали это как физический процесс, а не как путешествие во времени", — сказала Ванг, которая не принимала участия в британском исследовании. "Мы не очень часто рассматриваем эффект времени, потому что движение частиц в квантовых экспериментах обычно намного медленнее скорости света", — добавила она.

Рубино и ее коллеги заявили, что общепринятое определение времени применимо к большой системе с большим количеством хаоса. В таких системах действительно невозможно уловить обратное движение во времени. Но в небольшой, стабильной системе это явление легче обнаружить, сказала она. "В качестве примера можно взять последовательность действий, которые мы совершаем в утренней рутине. Если бы нам показали, как наша зубная паста перемещается с зубной щетки обратно в тюбик, мы бы не сомневались, что это перемотанная назад запись нашего дня", — сказала она. "Однако, если бы мы осторожно сжали тюбик так, что из него вышла лишь небольшая часть зубной пасты, мы бы не стали наблюдать, как она снова попала в тюбик - ее засосало внутрь в результате распада тюбика".

Рубино и ее команда предложили два типа квантовых машин, одна из которых работает как двигатель, способный преобразовывать тепло в механические движения, а другая - как холодильник, чтобы проверить свою теорию - что, измеряя беспорядок квантовых частиц в этих устройствах, они смогут определить направление стрелок времени.

Куан Хайтао, профессор физики Пекинского университета, говорит, что вопрос о том, можно ли повернуть время вспять, остается одной из самых фундаментальных проблем квантовой физики. "Возьмем, к примеру, пустую коробку, разделенную посередине стеной. Если заполнить одну сторону коробки беспорядочно прыгающими шариками для пинг-понга и убрать стенку, то шарики распределятся по всей коробке. Все шарики не вернутся обратно на ту сторону, потому что время нельзя повернуть вспять", — сказал Куан. "Но если мы уменьшим количество шариков для пинг-понга в коробке, вероятность того, что это произойдет, увеличится. Это известно как временная симметрия в квантовой физике, которая означает, что время может идти как вперед, так и назад", — сказал он, - пишет New-Science.ru.


Другие новости по теме:
15.05.22 - Американские ученые разрабатывают ядерный мини-реактор
07.05.22 - Сколько весит информация?
17.03.22 - Математическое открытие объяснило квантовую гравитацию
04.03.22 - Ученые создали революционный квантовый процессор
01.03.22 - В России информацию впервые передали по квантовой связи на большое расстояние
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Глобальная сеть стала частью жизни трети россиян

ВЦИОМ выяснил привязанность россиян к Интернету. Глобальной сетью регулярно пользуются 38 процентов россиян, из которых 23 процента выходят в Интернет ежедневно, а 11 процентов - еженедельно. ВЦИОМ в

151
2

Астрофизики обнаружили пригодную для экстремофилов суперземлю

Европейские астрономы обнаружили суперземлю в зоне, потенциально пригодной для обитания, вокруг звезды Gliese 163 на расстоянии 50 световых лет от Земли. Статья ученых подана в журнал Astronomy and As

125
3

Европейские операторы массово заказывают nano-SIM-карты

Согласно данным Financial Times, европейские операторы массово размещают заказы на nano-SIM-карты. Подобный ажиотаж ресурс связывает с близящимся анонсом следующей версии смартфона iPhone, который, по

108
4

Магнитное поле превратило наночастицы в кольца Cатурна

Команда исследователей "научила" наночастицы собираться в сложные пространственные структуры. Ученые смогли получить цветы и кольца Сатурна в наномасштабе, используя частицы с различными магнитными св

104
5

Резину изобрели и активно использовали 3500 лет назад

  Доиспанские народы не только придумали резину, но и с целью повышения свойств резины усовершенствовали систему химической обработки каучука. Результатом была износостойкая резина для подошв сандалий

101

Анонсы событий