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
Záhadný kameň v Egypte nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté 5000 rokov
Neverili vlastným očiam: Vedci v hlbokom vesmíre objavili známe „zviera”
Vedci šokovali svet. Dramaticky zlepšili životnosť batérií elektromobilov pomocou dreva
Nikto netušil, čo sa deje: Záhadný objekt k nám vysiela rádiové signály už od roku 1988
Zem je vo vnútri obrovskej prázdnoty. „Zvuk Veľkého tresku“ naznačuje možné riešenie veľkej záhady
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
„Telo má vlastný systém na likvidáciu rakoviny,“ hovorí popredný lekár. Takto ho aktivuješ
Ako ísť do dôchodku v 35 rokoch: Investičný byt ti zabezpečí pasívny príjem
Obyčajné sople odhaľujú Alzheimera, Parkinsona či rakovinu. Ich farba prezrádza, čo sa deje v tvojom tele
Odstávka obľúbenej banky Slovákov: V jeden deň nepôjde internet banking, web ani aplikácia
Pivo na Pohode: Zlatý Bažant predstavil vlastnú zónu aj menu na mieru, takto to vyzerá
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Benzín a nafta definitívne skončili. Čerpacie stanice ich nahradia „novými“ palivami, vieme kedy
- Najlepší akčný film roka po prechode na online trhá rekordy. Aj s dabingom sa dá pozrieť úplne zadarmo
- Brusel chce zarezať telekomunikačných operátorov. Proti novému zákonu sú všetky štáty EÚ
-
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- Najlepší akčný film roka po prechode na online trhá rekordy. Aj s dabingom sa dá pozrieť úplne zadarmo
- Totálna nehoráznosť: Čínska vojnová loď použila laser proti lietadlu EÚ, Nemci reagujú tvrdo
- Brusel chce zarezať telekomunikačných operátorov. Proti novému zákonu sú všetky štáty EÚ
-
- Rusi ani netušili, čo im zlikvidovalo najdrahší systém. Ukrajina použila zbraň, akú svet ešte nevidel
- V Európe sa vylodili tisícky čínskych elektromobilov. Doviezla ich obrovská loď so šokujúcim pohonom a výkonom
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Slovensko čaká najväčšia dopravná novela za roky. Nový zákon udrie na cestných pirátov aj e-kolobežky (PREHĽAD)
- Západ nič také nemá. „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky budúcnosti, rakety po ňom „slepnú“
Trump mení stratégiu: Zbrane pre Ukrajinu pôjdu cez NATO, voči Rusku chystá zásadné vyhlásenie
Takto sa zneužíva home office. Odborári odhalili praktiky, ktoré sa ťa môžu týkať
Očkovanie neodmietali nevzdelaní. Nová štúdia odhalila iný faktor
Tržby TSMC prekonali očakávania. Čipy pre AI lámu rekordy
Slovensko má najdrahšie palivá v regióne. Analytici majú vysvetlenie
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP