General, Research, Technology

Що потрібно знати про нову квантової теорії часу?

Що таке час і чи може бути так, що всі нашіуявлення про нього помилкові? Якщо спробувати розібратися, виявиться, що людство сприймає час досить просто - воно рухається вперед і не може повернути назад. Більш того, хід часу невблаганний і ми жодним чином не можемо на нього вплинути. Нещодавно команда дослідників з Центру квантової динаміки Університету Гріффіта, Національного інституту вимірів (NMI) і Австралійської організації ядерних наук і технологій (ANSTO) поставила експеримент, головною метою якого була спроба довести правильність або неправильність сучасної квантової теорії часу. Нова революційна теорія, на думку її авторів, може перевернути всі наші уявлення про час і простір - все тому, що вона допускає можливість існування статичної та незмінною Всесвіту. Фізики припустили, що факт зміни речей з плином часу не є вродженою рисою природи, а скоріше викликаний фундаментальним порушенням симетрії звернення часу, званим «Т-порушенням». Якщо вчені матимуть рацію, то їх робота переверне все сучасні уявлення про час і простір, а також змінить наш погляд на фундаментальні закони природи.

Вчені хочуть довести, що час рухається в різних напрямках за допомогою ядерного реактора.

Квантова теорія часу

Сучасне розуміння часу передбачає, щовоно тече тільки в одному напрямку - від меншої ентропії до більшої і є фундаментальною характеристикою Всесвіту. Ще в 1927 році астроном сер Артур Еддінгтон заявив, що поступове розсіювання енергії є доказом незворотності «стріли часу». Цікаво, що саме поняття «стріла часу» не відповідає відомим законам фізики, що діє як в прямому так і в протилежному напрямку. Так що якщо б хтось знав шляху всіх частинок у Всесвіті, то зміг би звернути їх назад і енергія стала б накопичуватися, а не розсіюватися.

Цікаво й те, що з самого моменту зародженнятермодинаміки (1850-ті роки) формула статистичного розподілу невідомих траєкторій частинок була єдиним способом розрахунку поширення енергії. Однак розрахунки, виконані таким чином, демонстрували, що з плином часу загальна картина ставала ... все більш змащеної. А ось нова квантова теорія часу, висунута фізиком-теоретиком, професором Університету Гріффіта Джоан Ваккаро, передбачає, що час може текти і в інших напрямках, але ми спостерігаємо його протягом тільки в одному напрямку - вперед.

Ентропія в точних і природничих науках позначає міру незворотного розсіювання енергії або її марності.

Якщо нова квантова теорія часу виявиться правильною, то вона переверне всю фізику з ніг на голову.

Нова теорія, як виявилося, розробляласяпрофесором Ваккаро цілих десять років. Ваккаро порівняла протягом часу з вітром, який дме на дерева, зазначивши, що ми можемо бачити рух листя, але не припускаємо, що листя змушують вітер дути через них. Той факт, що ми можемо спостерігати, як речі змінюються з плином часу, не є «вбудованою особливістю природи», а викликаний «фундаментальним порушенням симетрії звернення часу», відомим як «порушення Т«.

Як пише Ваккаро, «порушення Т» не дозволяютьматерії залишатися локалізованої в часі. Через «T-порушень» об'єкти не з'являються і не зникають випадково, вони існують безперервно. Відомі нам закони руху і збереження маси є нічим іншим як симптомами цих самих «Т-порушень».

«Якщо наша теорія правильна, то вона переверневсе, що і як ми думаємо про час і простір, а також про фундаментальні закони, таких як збереження маси », - зазначає професор. Повністю з текстом дослідження можна ознайомитися на сайті наукового журналі «Proceedings of the Royal Society A.»

Хочете завжди бути в курсі останніх наукових відкриттів з самих різних областей науки? Підписуйтесь на наш новинний канал в Telegram, щоб не пропустити нічого цікавого!

Докази нової теорії часу

Отже, згідно з отриманими в ході дослідженняданими, енергія розсіюється, а об'єкти приходять в рівновагу. Відбувається це тому, що елементарні частинки при взаємодії заплутуються. Цей дивний ефект фізики називають «квантовим змішанням» або заплутаністю. Детальніше про те, що таке квантова заплутаність, я розповідала в цій статті.

Для перевірки своєї теорії дослідникизробили не найпростіший крок, відправившись прямо до ядерного реактора, розташованому в Лукас-Хайтс (Сідней, Австралія), щоб виміряти «Т-порушення» від нейтрино. Справа в тому, що і нейтрино і їх аналоги з антиречовини (антинейтрино), виробляються в ядерних реакторах. Для проведення експерименту фізики встановили в різних місцях реактора кілька точних атомного годинника. Нагадаю, що атомний годинник - це прилад для вимірювання часу, в якому використовуються коливання, пов'язані з подіями на рівні атомів або молекул процесами.

Сонце - хороший джерело нейтрино, але його не можна включити і вимкнути, тому ядерний реактор виявився запасним варіантом для фізиків.

антинейтрино - це субатомні частинки, які проявляють "Т-порушення". Вони рухаються крізь матерію неушкодженими, оскільки слабо взаємодіють з нею, і ядерні реактори виробляють їх величезні потоки.

Ідея установки атомного годинника полягає в тому, що якщо годинник не синхронізуються, то фізики стануть свідками ефекту квантового уповільнення часу або локальних «T-порушень».Як відзначають автори наукової роботи, практична сторона нової квантової теорії часу полягає в тому, що якщо у вас є область з великою кількістю нейтрино, наприклад, що генеруються ядерним реактором, то час може рухатися по-іншому.

Передбачається, що годинник, розташований поблизуактивної зони реактора не синхронізуються з більш віддаленими годинами. Це означає, що годинник поруч з реактором будуть показувати деяке уповільнення часу або різницю в минулому часі в порівнянні з годинником, розташованими навіть на невеликій відстані від реактора. Причина такого ефекту носить чисто квантовий характер і виникає через «Т-порушень» антинейтрино, що випускаються активною зоною реактора. Цікаво й те, що не дивлячись на вже опубліковані результати, фізики в найближчі шість місяців продовжать спостереження.

Читайте також: Чому квантова фізика те саме магії?

Резюмуючи таке незвичайне і складне дослідження,відзначимо, що попереду у вчених дуже багато роботи. Професор Ваккаро в офіційній заяві зазначила, що «якщо ефект уповільнення часу відбувається на рівні реактора, нам потрібно буде перевірити його на інших ядерних реакторах, а потім шукати ефект в інших місцях, наприклад, в даних про орбіти планет». А ось вже опублікована робота може бути використана як основа для новаторських наукових досліджень в цій області.