Οι φυσικοί λένε ότι το ταξίδι στο χρόνο μπορεί να προσομοιωθεί χρησιμοποιώντας την κβαντική εμπλοκή

Ο κβαντικός κόσμος λειτουργεί με διαφορετικούς κανόνες από τον κλασικό στον οποίο ζούμε, επιτρέποντας το φανταστικό έως το παράξενο φυσιολογικό. Οι φυσικοί έχουν περιγράψει τη χρήση κβαντικής εμπλοκής για την προσομοίωση μιας κλειστής χρονολογικής καμπύλης – με απλούς όρους, ταξίδι στο χρόνο.

Πριν προχωρήσουμε, θα τονίσω ότι κανένα κβαντικό σωματίδιο δεν πήγε πίσω στο χρόνο. Η πρόσφατη έρευνα ήταν α


Πείραμα Gedanke


, ένας όρος που διαδόθηκε από τον Αϊνστάιν για να περιγράψει εννοιολογικές μελέτες που διεξήχθησαν αντί για πραγματικές δοκιμές – κάτι χρήσιμο όταν κάποιος δοκιμάζει τη φυσική στα όριά της, όπως τα σωματίδια που κινούνται με την ταχύτητα του φωτός. Αλλά μια προτεινόμενη προσομοίωση περιλαμβάνει «αποτελεσματικό ταξίδι στο χρόνο», σύμφωνα με την ομάδα


πρόσφατο χαρτί


στο Physical Review Letters, χάρη σε έναν περίφημο περίεργο τρόπο με τον οποίο τα κβαντικά σωματίδια μπορούν να αλληλεπιδράσουν.

Αυτή η αλληλεπίδραση ονομάζεται


κβαντική εμπλοκή


, και περιγράφει πότε τα χαρακτηριστικά δύο ή περισσότερων κβαντικών σωματιδίων ορίζονται μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι η γνώση των ιδιοτήτων ενός μπλεγμένου σωματιδίου σας δίνει πληροφορίες για το άλλο, ανεξάρτητα από την απόσταση μεταξύ των δύο σωματιδίων. η εμπλοκή τους είναι σε κβαντικό επίπεδο, οπότε ένα μικρό πράγμα όπως η φυσική τους απόσταση δεν έχει καμία σχέση με τη σχέση. Ο χώρος είναι μεγάλος και ο χρόνος σχετικός, επομένως μια αλλαγή σε ένα κβαντικό σωματίδιο στη Γη που είναι μπλεγμένο με ένα σωματίδιο κοντά σε μια μαύρη τρύπα 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά θα σήμαινε αλλαγή της συμπεριφοράς κάτι στο μακρινό παρελθόν.

Η πρόσφατη έρευνα διερευνά την πιθανότητα καμπυλών κλειστού χρόνου, ή CTCs – μια υποθετική διαδρομή πίσω στο χρόνο. Η καμπύλη είναι μια κοσμική γραμμή – το τόξο ενός σωματιδίου στο χωροχρόνο κατά τη διάρκεια της ύπαρξής του – που τρέχει προς τα πίσω. Ο Στίβεν Χόκινγκ έβαλε στο δικό του


1992 Έγγραφο «Χρονολογική προστασία εικασία».


ότι οι νόμοι της φυσικής δεν επιτρέπουν την ύπαρξη κλειστών καμπυλών που μοιάζουν με το χρόνο – επομένως, το ταξίδι στο χρόνο είναι αδύνατο. «Παρόλα αυτά», έγραψαν οι πρόσφατοι συγγραφείς της μελέτης, «μπορούν να προσομοιωθούν πιθανολογικά από κυκλώματα κβαντικής τηλεμεταφοράς».

Το πείραμα Gedanke της ομάδας έχει ως εξής: Οι φυσικοί τοποθετούν φωτονικούς ανιχνευτές μέσω μιας κβαντικής αλληλεπίδρασης, δίνοντας ένα συγκεκριμένο μετρήσιμο αποτέλεσμα. Με βάση αυτό το αποτέλεσμα, μπορούν να προσδιορίσουν ποια στοιχεία θα είχε δώσει το βέλτιστο αποτέλεσμα – η εκ των υστέρων εικόνα είναι 20/20, ακριβώς όπως όταν μπορείτε να κοιτάξετε πάνω από μια διαβαθμισμένη εξέταση. Αλλά επειδή το αποτέλεσμα προέκυψε από μια κβαντική λειτουργία, αντί να κολλήσουν με ένα λιγότερο από το βέλτιστο αποτέλεσμα, οι ερευνητές μπορούν να τροποποιήσουν τις τιμές του κβαντικού ανιχνευτή μέσω εμπλοκής, παράγοντας ένα καλύτερο αποτέλεσμα, παρόλο που η λειτουργία είχε ήδη συμβεί. Capiche;

Η ομάδα έδειξε ότι κάποιος θα μπορούσε «πιθανολογικά να βελτιώσει την προηγούμενη επιλογή του», εξήγησε η συν-συγγραφέας της μελέτης Nicole Yunger Halpern, φυσικός στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας και στο Πανεπιστήμιο του Maryland στο College Park, σε ένα email στο Gizmodo, αν και σημείωσε ότι η προτεινόμενη προσομοίωση ταξιδιού στο χρόνο δεν έχει ακόμη πραγματοποιηθεί.

Στη μελέτη τους, η φαινομενική επίδραση του ταξιδιού στο χρόνο θα εμφανιζόταν μία φορά στις τέσσερις – ποσοστό αποτυχίας 75%. Για την αντιμετώπιση του υψηλού ποσοστού αποτυχίας, η ομάδα προτείνει την αποστολή ενός μεγάλου αριθμού εμπλεκόμενων φωτονίων, χρησιμοποιώντας ένα φίλτρο για να διασφαλιστεί ότι τα φωτόνια με τις διορθωμένες πληροφορίες περνούν κατά το κοσκίνισμα των ξεπερασμένων σωματιδίων.

«Το πείραμα που περιγράφουμε φαίνεται αδύνατο να λυθεί με την τυπική (όχι κβαντική) φυσική, η οποία υπακούει στο κανονικό βέλος του χρόνου», δήλωσε ο David Arvidsson-Shukur, κβαντικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, σε ένα email. στο Gizmodo. «Έτσι, φαίνεται ότι η κβαντική εμπλοκή μπορεί να δημιουργήσει περιπτώσεις που ουσιαστικά μοιάζουν με ταξίδι στο χρόνο».

Η συμπεριφορά των κβαντικών σωματιδίων -συγκεκριμένα, οι τρόποι με τους οποίους αυτές οι συμπεριφορές διαφέρουν από τα μακροσκοπικά φαινόμενα- είναι ένα χρήσιμο μέσο για τους φυσικούς να διερευνήσουν τη φύση της πραγματικότητάς μας. Η διαπλοκή είναι μια πτυχή του τρόπου με τον οποίο τα κβαντικά πράγματα λειτουργούν με διαφορετικούς νόμους.

Πέρυσι,

μια άλλη ομάδα φυσικών ισχυρίστηκε

ότι κατάφεραν να δημιουργήσουν μια κβαντική σκουληκότρυπα—βασικά, μια πύλη μέσω της οποίας οι κβαντικές πληροφορίες μπορούσαν να ταξιδέψουν στιγμιαία. Πέρυσι μια ομάδα

συγχρονισμένα τύμπανα πλάτους όσο ανθρώπινες τρίχες

χρησιμοποιώντας τη διαπλοκή. Και

το βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2022

πήγε σε τρεις φυσικούς για την ανάκρισή τους σχετικά με την κβαντική εμπλοκή, η οποία είναι σαφώς ένα σημαντικό θέμα προς μελέτη εάν θέλουμε να καταλάβουμε πώς λειτουργούν τα πράγματα.

Μια προσομοίωση προσφέρει ένα μέσο ανίχνευσης του ταξιδιού στο χρόνο χωρίς να ανησυχείτε για το αν αυτό επιτρέπεται από τους κανόνες του σύμπαντος.

«Αν υπάρχουν κλειστές χρονικές καμπύλες στην πραγματικότητα, δεν το γνωρίζουμε. Οι νόμοι της φυσικής που γνωρίζουμε επιτρέπουν την ύπαρξη CTC, αλλά αυτοί οι νόμοι είναι ατελείς. Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι δεν έχουμε μια θεωρία κβαντικής βαρύτητας», είπε ο Γιούνγκερ Χάλπερν. «Ανεξάρτητα από το αν υπάρχουν αληθινά CTC, ωστόσο, μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει τη διαπλοκή

προσποιούμαι

Τα CTC, όπως έδειξαν άλλοι πριν γράψουμε την εργασία μας».

Το 1992, μόλις δύο εβδομάδες πριν από τη δημοσίευση της εργασίας του Hawking, ο φυσικός Kip Thorne παρουσίασε μια εργασία στο 13ο Διεθνές Συνέδριο για τη Γενική Σχετικότητα και τη Βαρύτητα. Ο Thorne κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, «Μπορεί να αποδειχθεί ότι σε μακροσκοπικές κλίμακες μήκους η χρονολογία είναι

δεν

πάντα προστατεύεται, και έστω χρονολογία

είναι

προστατευμένη μακροσκοπικά, η κβαντική βαρύτητα μπορεί κάλλιστα να δώσει πεπερασμένα πλάτη πιθανότητας για μικροσκοπικές χωροχρονικές ιστορίες με CTC». Με άλλα λόγια, το αν το ταξίδι στο χρόνο είναι δυνατό ή όχι είναι ένα δίλημμα πέρα ​​από την αρμοδιότητα της κλασικής φυσικής. Και από τότε

Η κβαντική βαρύτητα παραμένει ένα άπιαστο πράγμα

η κριτική επιτροπή είναι έξω για ταξίδι στο χρόνο.

Αλλά κατά κάποιο τρόπο, το αν υπάρχουν στην πραγματικότητα καμπύλες τύπου κλειστού χρόνου ή όχι, δεν είναι τόσο σημαντικό, τουλάχιστον στο πλαίσιο της νέας έρευνας. Αυτό που είναι σημαντικό είναι ότι οι ερευνητές πιστεύουν ότι το πείραμά τους Gedanke παρέχει έναν νέο τρόπο διερεύνησης της κβαντικής μηχανικής. Τους επιτρέπει να εκμεταλλευτούν τη φαινομενική αδιαφορία του κβαντικού πεδίου για τη συνέχεια του χρόνου προκειμένου να επιτύχουν μερικά συναρπαστικά αποτελέσματα.

Ο τίτλος και το κείμενο αυτού του άρθρου έχουν ενημερωθεί για να διευκρινιστεί ότι η ομάδα περιγράφει έναν τρόπο με τον οποίο μπορεί να προσομοιωθεί το ταξίδι στο χρόνο. δεν προσομοίωσαν το ταξίδι στο χρόνο σε αυτό το πείραμα.

Περισσότερο:

Επιστήμονες προσπάθησαν να μπερδέψουν κβαντικά ένα όψιμο