Dla większości z nas upływ czasu płynie tylko w jednym, nieubłaganym kierunku, jednak dla teoretycznych fizyków kwantowych kierunek czasu nie jest aż tak nieelastyczny.
Można teoretycznie modelować, symulować i obserwować wsteczny przepływ czasu w sposób niemożliwy do osiągnięcia w prawdziwym świecie. A teraz naukowcy wykazali, że symulacje podróży w czasie wstecz mogą pomóc w rozwiązaniu problemów fizycznych, których nie da się rozwiązać za pomocą normalnej fizyki. Zespół fizyków kierowany przez fizyka Davida Arvidssona-Shukura z Uniwersytetu Cambridge przeprowadził eksperyment, w którym można zmieniać stan wejściowy poprzez symulację wstecznej pętli czasu, która pozwala na zmianę parametrów już po ich ustawieniu.
Pętle te są oczywiście czysto hipotetyczne – można je jednak symulować za pomocą obwodów teleportacji kwantowej utworzonych ze splątanych cząstek, aby matematycznie rozwiązywać problemy.
Wyobraź sobie, że chcesz wysłać komuś prezent: musisz go wysłać pierwszego dnia, aby mieć pewność, że dotrze trzeciego dnia.Jednak listę życzeń tej osoby otrzymujesz dopiero drugiego dnia. Zatem w tym scenariuszu zachowującym chronologię nie możesz z góry wiedzieć, czego ta osoba będzie chciała jako prezent i upewnić się, że wyślesz właściwy prezent. (…) Teraz wyobraź sobie, że możesz zmienić to, co wyślesz pierwszego dnia, korzystając z informacji z listy życzeń otrzymanych drugiego dnia. Nasza symulacja wykorzystuje manipulację splątaniem kwantowym, aby pokazać, jak możesz z mocą wsteczną zmienić swoje poprzednie działania, aby mieć pewność, że ostateczny wynik będzie taki, jaki chcesz.
– wyjaśnia Arvidsson-Shukur
Splątanie kwantowe to stan, w którym właściwości dwóch cząstek zostają powiązane przed pomiarem. Pomiar właściwości jednej cząstki natychmiast ustala stan komplementarności drugiej, niezależnie od tego, jak daleko mogą się one znajdować.
Naukowcom udało się nawet wpływać na właściwości jednej cząstki i obserwować jednoczesne zmiany w drugiej na znaczną odległość. To jest teleportacja kwantowa. Praca zespołu wykorzystuje splątane cząstki nie tylko do teleportowania informacji w przestrzeni fizycznej, ale także do tyłu w czasie.
W naszej propozycji eksperymentator splątuje dwie cząstki. Następnie pierwszą cząstkę wysyła się do wykorzystania w eksperymencie. Po zdobyciu nowych informacji eksperymentator manipuluje drugą cząstką, aby skutecznie zmienić przeszły stan pierwszej cząstki, zmieniając wynik eksperymentu.
– mówi fizyk Nicole Yunger Halpern z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) i Uniwersytetu Maryland
Charakter zamkniętej pętli w czasie również nie pozwala komukolwiek cofnąć się i paradoksalnie zabić dziadka, opierając się na warunku prawdopodobieństwa zwanym postselekcją, który ogranicza pomiary w oparciu o ustalone zdarzenia.
Zespół nie argumentuje, że takie pętle istnieją. Twierdzą, że teoria kwantowa pozwala na symulację takich pętli, które w konsekwencji mogą zostać wykorzystane przez splątanie.
Z ich obliczeń wynika, że pętlę czasową można z powodzeniem wykorzystać tylko w 25 procentach przypadków; ale to oznacza, że można to sprawdzić w prawdziwym eksperymencie.
Eksperyment ten nie został jeszcze przeprowadzony, ale można go przeprowadzić na dużą skalę poprzez splątanie ogromnej liczby fotonów – kwantów światła – i wykorzystanie symulacji podróży w czasie do zmiany ich stanów po przesłaniu ich do specjalnej kamery z filtrem przeznaczony wyłącznie do wykrywania fotonów z aktualnymi informacjami.
Wykrycie tych fotonów oznaczałoby, że symulacja zadziałała.
To, że musimy użyć filtra, aby nasz eksperyment się udał, jest całkiem pocieszające. Świat byłby bardzo dziwny, gdyby nasza symulacja podróży w czasie działała za każdym razem. Teoria względności i wszystkie teorie, na których budujemy nasze zrozumienie naszego Wszechświata, nakazywałyby wyjdź za okno. Nie proponujemy maszyny do podróży w czasie, ale raczej głębokie zanurzenie się w podstawy mechaniki kwantowej. Symulacje te nie pozwalają cofnąć się i zmienić przeszłości, ale pozwalają stworzyć lepsze jutro poprzez naprawienie wczorajszych problemów dzisiaj.
— mówi Arvidsson-Shukur.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Physical Review Letters.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Science Alert
zdjęcie wykorzystane we wpisie z Depositphotos
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.