Нові горизонти в розумінні часу
Дослідження, опубліковане в журналі Physical Review Research, відкрило нові горизонти в розумінні часу. Професор Джованні Баронтіні з Бірмінгемського університету довів можливість фіксувати перебіг часу без використання годинників. Експеримент, проведений з хмарою з 24 тисяч атомів рубідію, охолоджених до температури на кілька мільярдних часток градуса вище за абсолютний нуль, показав, що час може виникати як наслідок внутрішніх процесів у квантовій системі, а не існувати як незалежна зовнішня величина.
Методика експерименту
В ході експерименту атоми рубідію утримувалися за допомогою лазерних пасток. Два промені різних частот розділили хмару на видиму (світлу) та приховану (темну) зони. Світла область періодично стискалася та розширювалася, демонструючи зміни, що відбуваються в системі. Важливо, що дослідження не використовувало зовнішній таймер, а рушійною силою процесу була ентропія — міра невпорядкованості системи.
Квантова пастка, в якій проводився експеримент, була повністю ізольованою від зовнішнього світу. Збільшення або зменшення ентропії рухало систему вперед за часовою шкалою. Якщо ж розподіл атомів ставав статичним, локальний час зупинявся. Це явище професор Баронтіні назвав ентропійним часом, зазначивши, що
“наше дослідження дає перші контрольовані експериментальні докази того, що час можна визначити через зміни всередині самої системи, а не як зовнішній цокаючий годинник.”
В своїх коментарях професор підкреслив, що в деяких теоріях, особливо в квантовій гравітації, час не є базовим параметром.
“Проте в повсякденному житті ми чітко бачимо, як час тече з минулого в майбутнє,”— додав він. Це дослідження відкриває новий погляд на природу часу в квантовій гравітації, адже ентропійний час тече лише в одному напрямку, формуючи чітку стрілу часу.
Ентропійний час також впорядковує події навіть у системі, що постійно пульсує, розширюючись та стискаючись. Він може прискорюватися або сповільнюватися залежно від того, як саме перерозподіляється ентропія всередині системи. Це може призвести до нових розумінь в фізиці та змінити уявлення про час як таке.
“Чому так відбувається, якщо більшість фундаментальних законів фізики однаково працюють як вперед, так і назад у часі?”— запитує професор Баронтіні, підтверджуючи значення цього відкриття для подальших досліджень.
Це дослідження має потенціал змінити наше розуміння часу, оскільки воно пропонує нову концепцію, в якій час не є фіксованою величиною, а скоріше результатом динаміки квантових систем. Вивчення ентропійного часу може мати значний вплив на розвиток квантової фізики та гравітаційних теорій, відкриваючи нові напрямки для досліджень у цій складній і важливій галузі науки.
Цікаво, що нові дослідження також стосуються концепції часу в контексті квантової фізики. Наприклад, нещодавно фотони продемонстрували можливість негативного часу, що відкриває нові перспективи в розумінні цього фундаментального аспекту нашої реальності. Це підкреслює, як сучасна наука продовжує кидати виклик традиційним уявленням про час і його природу.