Новые горизонты в понимании времени
Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Research, открыло новые горизонты в понимании времени. Профессор Джованни Баронтни из Университета Бирмингема продемонстрировал, что течение времени можно отслеживать без использования часов. Эксперимент, проведённый с облаком из 24 000 атомов рубидия, охлаждённых до нескольких миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля, показал, что время может возникать как следствие внутренних процессов в квантовой системе, а не как независимая внешняя величина.
Экспериментальная методология
Во время эксперимента атомы рубидия удерживались с помощью лазерных ловушек. Две луча разных частот разделяли облако на видимые (яркие) и скрытые (тёмные) зоны. Яркая область периодически сжималась и расширялась, демонстрируя изменения, происходящие внутри системы. Критически важно, что в исследовании не использовался внешний таймер; движущей силой процесса была энтропия — мера беспорядка в системе.
Квантовая ловушка, использованная в эксперименте, была полностью изолирована от внешнего мира. Увеличения или уменьшения энтропии двигали систему вперед по временной шкале. Когда распределение атомов стало статичным, локальное время остановилось. Профессор Баронтни назвал это явление 'энтропийным временем', отметив, что
“наше исследование предоставляет первые контролируемые экспериментальные доказательства того, что время можно определить через изменения внутри самой системы, а не как внешний тик-так часов.”
В своих комментариях профессор подчеркнул, что в некоторых теориях, особенно в квантовой гравитации, время не является фундаментальным параметром.
“Тем не менее, в повседневной жизни мы ясно видим, как время течет из прошлого в будущее,”добавил он. Это исследование предлагает новую перспективу на природу времени в квантовой гравитации, поскольку энтропийное время движется только в одном направлении, образуя явную стрелу времени.
Энтропийное время также упорядочивает события даже в системе, которая постоянно пульсирует, расширяясь и сжимаясь. Оно может ускоряться или замедляться в зависимости от того, как энтропия перераспределяется внутри системы. Это может привести к новым инсайтам в физике и изменить наше понимание самого времени.
“Почему это происходит, если большинство фундаментальных законов физики работают одинаково как вперед, так и назад во времени?”задается вопросом профессор Баронтни, подчеркивая значимость этого открытия для будущих исследований.
Это исследование имеет потенциал трансформировать наше понимание времени, так как предлагает новую концепцию, согласно которой время не является фиксированной величиной, а скорее результатом динамики квантовых систем. Изучение энтропийного времени может оказать значительное влияние на развитие квантовой физики и теорий гравитации, открывая новые направления для исследований в этой сложной и важной области науки.
Это новаторское исследование согласуется с последними находками в квантовой механике, где феномены, такие как фотоны, демонстрирующие отрицательное время, оспаривают традиционные концепции временного потока. Понимание этих сложностей углубляет наше представление о природе времени и его последствиях в различных научных теориях.