Zdjęcie z otwartych źródeł
Fizycy mówią: czas jest zjawiskiem wyłaniającym się z boku kwantowy efekt splątania cząstek. A teraz mają pierwszy raz na świecie okazało się, że wyniki eksperymentalne potwierdzić
W 1983 r. Fizycy teoretyczni Don Page i William Wooters zaproponował innowacyjną teorię opartą na zjawisku kwantowym sploty Ta egzotyczna właściwość pozwala na dwa kwantowe cząstki mają wspólne istnienie, nawet jeśli są fizycznie są podzielone.
Splątanie kwantowe to głęboka i potężna więź, a Page i Wuthers wykazał, że można go użyć do pomiaru czas Ich pomysł był taki, że para uwikłane cząsteczki ewoluują, to jakiś rodzaj godziny, które można wykorzystać do pomiaru czasu.
Ale wyniki uzyskane w ich koncepcji zależały od tego, w jaki sposób obserwacja została przeprowadzona. Jednym ze sposobów jest porównanie zmiany w splątanych cząstkach za pomocą zewnętrznego zegara, który całkowicie niezależny od wszechświata. Jest to odpowiednik boga obserwator poza naszym wszechświatem mierzący ewolucję cząsteczki za pomocą zewnętrznego zegara.
W tym przypadku Page i Wuthers wykazali, że cząstkami byłyby całkowicie niezmieniony – czasu w takim scenariuszu nie będzie istnieć.
Ale jest inny sposób, który daje inny wynik. W tym obserwator jest wewnętrzny i porównuje ewolucję cząstek używając reszty wszechświata. W takim przypadku wewnętrzny obserwator zobaczy zmianę, a ta różnica w ewolucji cząstek w porównaniu wszystko inne będzie ważną miarą czasu.
To elegancka i mocna koncepcja. Sugeruje, że czas jest to nowe zjawisko, które dzięki rzeczywistości pojawia się w rzeczywistości natura kwantowego splątania. I istnieje tylko dla obserwatorzy wewnątrz naszego wszechświata. Każdy boski obserwator na zewnątrz zobaczy statyczny niezmienny wszechświat, jak wcześniej przewidywano we wcześniejszym równaniu kwantowym Wheeler-DeWitt.
Oczywiście bez eksperymentalnego potwierdzenia pomysłu Page i Wuthers to tylko filozoficzna ciekawość. A skoro nie mamy nie ma sposobu, aby sprowadzić obserwatora poza nasz wszechświata – wtedy najwyraźniej nie mamy szans i nigdy potwierdź tę teorię.
Przynajmniej tak było do dzisiaj. Niektóre dni powrót Ekaterina Moreva z Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica w Turynie we Włoszech i kilku jej kolegom udało się po raz pierwszy eksperymentalnie zweryfikuj pomysły Page i Wuthers. I oni pokazał, że czas naprawdę nadchodzi zjawisko dla wewnętrznych obserwatorów, ale nie istnieje obserwatorzy zewnętrzni.
Ten eksperyment obejmuje stworzenie zabawkowego wszechświata, składający się z pary splątanych fotonów i obserwatora, który potrafi zmierzyć ich stan na jeden z dwóch sposobów. W pierwszym obserwatorze mierzy ewolucję systemu, myląc się z nim. W drugim boski obserwator mierzy ewolucję w stosunku do zewnętrznego zegarki, które są całkowicie niezależne od świata zabawek.
Zdjęcie z otwartych źródeł
Sam eksperyment jest dość prosty. Każdy zmieszany foton ma polaryzację, którą można zmienić poprzez przejście przez dwójłomną płytkę. W pierwszym przypadku obserwator mierzy polaryzację pojedynczego fotonu, w ten sposób myląc on. Następnie porównuje wynik z polaryzacją drugiego fotonu. Różnica, którą otrzymał, będzie miarą czasu.
W drugim przypadku oba fotony również przechodzą dwójłomne płyty, które zmieniają swoją polaryzację. Jednak w tym przypadku obserwator mierzy tylko globalnie właściwości obu fotonów, porównując je z niezależnymi zegarami.
W takim przypadku obserwator nie zauważa żadnej różnicy. między fotonami, nie wchodząc w stan zamieszania z jednym z nich. A jeśli nie ma różnicy, system pojawia się przed nim jako statyczny. Innymi słowy, czas w nim nie powstaje.
„Chociaż jest to niezwykle proste, nasz model łączy dwa sprzeczne ze sobą, jak się wcześniej wydawało, właściwości mechanizmu Page Wuthers ”, mówi Moreva.
To bardzo imponujący eksperyment. Pojawienie się czegoś to popularna koncepcja w nauce. W szczególności niedawni fizycy zainteresowany ideą, że grawitacja też jest taka nowe zjawisko. I stąd pomysł na podobny mechanizm czas pojawił się zaledwie o krok.
To, czego brakuje grawitacji, to oczywiście eksperymentalna demonstracja, która pokazałaby, jak to zrobić działa w praktyce. Właśnie dlatego praca Morevy ma taki ważne – po raz pierwszy na świecie umieszcza streszczenie i egzotyczny pomysł na trwałych podstawach eksperymentalnych.
Być może najważniejszym rezultatem tej pracy jest to po raz pierwszy była w stanie wykazać, że mechanika kwantowa i ogólna teoria względności nie jest tak niezgodna.
Kolejnym krokiem będzie dalszy rozwój pomysłu, w szczególności – na poziomie makroskopowym. To jedno, aby pokazać, jak powstaje czas w fotonach i inne – aby zrozumieć, jak powstaje dla ludzi.
I będzie to trudna praca.
Ewolucja grawitacji we wszechświecie czasu
