|
Время может двигаться и быстро, и медленно одновременно
|
|
|
|
Для тех из нас, кто живет на Земле, время кажется относительно неизменным. За исключением некоторых хитроумных действий человека, одна секунда неумолимо течет за другой в бесконечном темпе. Но в экстремальных мирах общей теории относительности и квантовой теории время совсем не постоянно.
|
|
|
|
В начале 20—го века Альберт Эйнштейн впервые продемонстрировал концепцию “замедления времени” — когда время течет по-разному в зависимости от скорости и положения наблюдателя - в своей специальной теории относительности. Самый распространенный пример - если бы вы разогнались до скорости, близкой к скорости света, время (по крайней мере, с вашей точки зрения) остановилось бы. Хотя это и так достаточно ошеломляюще, квантовая механика противопоставляет этой странности свой собственный момент “подержи мое пиво”. По мнению физиков, теоретически возможно, что само время находится в квантовой суперпозиции, то есть оно может течь как быстро, так и медленно одновременно.
|
|
|
|
На самом деле проверить эту теорию непросто. Но новое исследование, проведенное учеными из Технологического института Стивенса, Национального института стандартов и технологий (NIST) и Университета штата Колорадо, доказывает, что это вполне возможно. Ключевым моментом является использование сверхточных атомных часов в сочетании с квантовой информационной технологией, разработанной для квантовых вычислений на захваченных ионах. Команда утверждает, что вместе эти технологии могут раскрыть новые характеристики времени на квантовом уровне. Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
|
|
|
|
|
|
|
“Время играет очень разные роли в квантовой теории и теории относительности”, - сказал Игорь Пиковски, старший автор исследования из Технологического института Стивенса, в заявлении для прессы. “Мы показываем, что объединение этих двух концепций может выявить скрытые квантовые признаки течения времени, которые больше не могут быть описаны классической физикой”.
|
|
|
|
Эта идея известна как “парадокс квантового близнеца”. Используя иллюстрацию любимого всеми квантового кота, физик-теоретик Эрвин Шредингер продемонстрировал, что что-то может находиться в двух совершенно разных состояниях одновременно, прежде чем можно будет провести измерение. Это известно как суперпозиция, и если мы экстраполируем эту идею на область времени, то кот Шредингера может быть не только живым, но и мертвым, он также может быть и старым, и молодым.
|
|
'
|
|
Пиковски более 15 лет пытался доказать эту квантовую странность и теперь считает, что появление сверхточных атомных часов может стать ответом на этот вопрос. Используя часы с захваченными ионами, разработанные NIST и Университетом штата Колорадо, которые основаны на замораживании алюминия или иттербия почти до абсолютного нуля, чтобы манипулировать их квантовым состоянием с помощью лазеров, и контролируя вакуум, окружающий атомы, за которыми они наблюдали, команда создала то, что они называют “сжатым состоянием”. Теоретически это должно позволить часам выявить новые особенности релятивистского времени в квантовом мире, что, возможно, откроет путь к экспериментальной проверке “парадокса квантовых близнецов”.
|
|
|
|
“Я думаю, это может дать нам подсказки и экспериментальные данные о том, насколько наши повседневные представления о реальности обманчивы”, - сказал Пиковски в интервью Science Alert. “Квантовая теория не просто причудлива, она также подразумевает совершенно иную фундаментальную структуру Вселенной, которая противоречит повседневному опыту”.
|
|
|
|
Источник
|
