Obrovský míľnik fyziky: Experiment dokázal hýbať svetlo v čase dopredu aj dozadu súčasne
Vedcom sa v novom experimente publikovanom v dvoch štúdiách dostupných na predtlačovom serveri arXiv (prvá, druhá) podarilo umiestniť častice svetla do superpozície tak, aby sa pohybovali dopredu aj dozadu v čase zároveň.
Hoci experiment aktuálne nemá žiadne praktické využitie, v budúcnosti by mohol zlepšiť naše chápanie kvantového sveta a pomôcť pri tvorbe teórie kvantovej gravitácie. Na tému upozornil portál LiveScience.
Cestoval v čase vpred aj vzad
Dosiahnuť tento výsledok sa podarilo prostredníctvom špeciálneho optického kryštálu a toho, čo nazvali „kvantové preklopenie času“ (quantum time flip). V tomto stave sa potom fotón nachádzal v jednom momente v čase dopredu aj dozadu.
Samozrejme, vedci fotón neposlali skutočne do minulosti. Išlo však o stav, kedy fotón prechádzal optickým kryštálom spôsobom, ktorý je matematicky ekvivalentný fotónu vracajúcemu sa v čase, píše portál NewScientist. Za zmienku stojí i fakt, že rovnaký výsledok sa podarilo dosiahnuť súčasne dvom separátnym vedeckým tímom.
„Kvantové preklopenie času“ je výsledok konvergencie dvoch zvláštnych princípov kvantovej mechaniky, ktoré idú proti ľudskej intuícii a všetkému s čím sa stretávame v bežnom svete.
Dve zvláštnosti kvantového sveta
Prvým je pomerne dobre známy princíp kvantovej superpozície, ktorá umožňuje, aby častice existovali v rôznych stavoch súčasne. Najčastejšie to ilustruje Schrödingerova mačka, ktorá môže byť mŕtva aj živá súčasne. V tomto prípade však fotóny neboli mŕtve a živé, ale pohybovali sa dopredu a dozadu v čase súčasne.
„V určitom zmysle sa dá povedať, že kvantové preklopenie času je Schrödingerova mačka pre smer času,“ uviedol vedec Guilio Chiribella.
Druhým je CPT symetria alebo alebo symetria obrátenia náboja, parity a času. Ide o jednu zo základných symetrií fyzikálnych zákonov. CPT symetria je považovaná za jedinú kombináciu C (náboja), P (parity) a T (času), u ktorej je pozorované, že je presnou symetriou prírody na základnej úrovni.
Inými slovami, experiment je založený na zákone CPT symetrie, ktorý hovorí, že náboj, parita a čas sú symetrické. Ak teda vezmeme každú jednu interakciu pozorovanú v prírode a otočíme náboj, urobíme zrkadlový obraz (zmeníme súradnice) a spustime to všetko späť v čase, tieto interakcie sa budú správať úplne rovnako.
Spojením týchto dvoch princípov fyzici vytvorili fotón, ktorý vyzeral, že súčasne cestuje v smere aj v protismere šípky času.
Treba si tiež uvedomiť, že čas a entropia majú vo fyzike veľmi špecifický a dôverný vzťah. Celková entropia izolovaného systému, napr. vesmíru, sa vždy zvyšuje, a to vždy priamo v smere šípky času. Pod pojmom entropia rozumieme fyzikálnu veličinu, ktorá meria, alebo označuje neusporiadanosť, náhodnosť určitého systému.
Podľa druhého zákona termondynamiky entropia izolovanej sústavy s časom vždy rastie. Hoci smer šípky času je v bežnom živote úplne samozrejmý a nespochybniteľný, vzorce kvantovej mechaniky nič také nezahŕňajú, takže pohyb telies alebo častíc by teoreticky mohol fungovať rovnako aj v opačnom smere, a to navyše podľa rovnakých zákonov.
Cestoval v smere aj v protismere šípky času
Aby vedci preukázali, že kvantové preklopenie času je skutočne možné, rozdelili fotón do superpozície dvoch samostatných dráh, ktoré prechádzali kryštálom. Jedna smerovala sprava doľava, druhá zľava doprava.
Zatiaľ čo na ceste sprava doľava videli, že fotón sa pohybuje normálnym spôsobom (v smere šípky času) , cesta zľava doprava bola nakonfigurovaná tak, aby došlo k zmene polarizácie fotónu a to presne takým spôsobom, ako by bol fotón ovplyvnený, keby sa pohybuje späť v čase.
Takéto rozdelenie fotónu potom znamená, že výskumníci nevedeli povedať, ktorou cestou sa fotón vydal, pretože bol v superpozícií oboch ciest. Na konci svojej cesty však fotón rekombinoval a bolo možné zmerať jeho polarizáciu.
„Superpozícia procesov, ktoré sme videli je podobná objektu, ktorý sa otáča v smere a v protismere hodinových ručičiek,“ uvádza hlavný autor štúdie Teodor Strömberg.
Z experimentu podľa autorov vychádza mnoho teoretických možností, ktoré by v budúcnosti mohli pomôcť pri tvorbe teórie kvantovej gravitácie, ktorá by raz a navždy zjednotila všeobecnú teóriu relativity a kvantovú mechaniku.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Vedci vytvorili roj živých švábov, ktoré fungujú ako drony. Technológia môže zmeniť vojnu aj špionáž
Kvantový počítač dokázal nemožné. Nestačia naň ani najlepšie superpočítače
Znie to šialene, ale funguje to. Meta má náramok, ktorý nahrádza ovládanie počítača
Kolaps ľudskej spoločnosti príde nečakane skoro. Vedcov vystrašil počítač s realistickou predpoveďou
Vesmír možno práve odhalil svoj najväčší trik. Astronómovia hovoria o objave, ktorý mení učebnice
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Plat až 3 500 eur a množstvo benefitov. Sociálna poisťovňa hľadá ľudí na viaceré pozície
Endokrinologička varuje: Sociálne siete nabádajú Slovákov, že za každou ich ťažkosťou je kortizol
Prelomový výskum: Vedci testujú univerzálnu zbraň proti rakovine, nádory mizli aj pri agresívnych typoch
Martin opustil úspešnú kariéru v IT a v osade na Gemeri mení životy: „Učili ma, že Rómom sa mám vyhýbať“
SHMÚ varuje: Pre 4 okresy platí tretí stupeň výstrahy pred dažďom, zrážky sa presunú
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Vesmír možno práve odhalil svoj najväčší trik. Astronómovia hovoria o objave, ktorý mení učebnice
- Najprekliatejší film histórie? Tragédia, pri ktorej zomreli dve deti a hercovi odťalo hlavu, šokuje dodnes
- Kolaps ľudskej spoločnosti príde nečakane skoro. Vedcov vystrašil počítač s realistickou predpoveďou
- Kvantový počítač dokázal nemožné. Nestačia naň ani najlepšie superpočítače
- OpenAI už o pár dní odhalí niečo, čo môže zmeniť svet. GPT-5 vraj dosiahne porozumenie blízke ľudskému mysleniu
-
- Najprekliatejší film histórie? Tragédia, pri ktorej zomreli dve deti a hercovi odťalo hlavu, šokuje dodnes
- Nemci môžu spasiť Európu. Prišli na geniálny spôsob, ako „vyťažiť“ nedostatkovú surovinu budúcnosti
- Slováci sa zamilovali. Tieto pneumatiky sú absolútnym hitom, vodiči rozmýšľajú logicky
- Vesmír možno práve odhalil svoj najväčší trik. Astronómovia hovoria o objave, ktorý mení učebnice
- Európa má konečne plán. Našla svoju tajnú zbraň, Nórsko a Grónsko nám pomôžu k sebestačnosti
-
- Slováci sa zamilovali. Tieto pneumatiky sú absolútnym hitom, vodiči rozmýšľajú logicky
- Prekvapivé zistenia vedcov: Obľúbený nápoj Slovákov obsahuje neviditeľnú hrozbu, o ktorej sme doteraz netušili
- Rusko vyľakalo celý Západ. Multifunkčnou superzbraňou chce dobyť prekvapivú časť sveta
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Elektrický Volkswagen prešiel 160 000 kilometrov. To, čo sa stalo s jeho batériou, prekvapilo odborníkov
Slovensko zažije krvavý Mesiac. Blíži sa veľké úplné zatmenie
Po 50 rokoch čakania to prišlo. Petržalka má konečne svoju električku
Európska raketa, ktorá bude strážiť Zem, vyletela do kozmu. Jej misia je kľúčová pre budúcnosť planéty
Slovensko čaká solárny megaprojekt. Chcú postaviť obrovské elektrárne, majú dodať energiu tisícom domácností
Predaj elektromobilov vo svete prudko stúpol. Čína vedie elektrické preteky, Európa naberá dych
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP