Jak czas się zmienił (i czego nie zmienił) Fizycy kwantowi

Fizycy przekonali Cząsteczki światła przechodzą jednocześnie przeciwne przemiany, takie jak przemiana człowieka w wilkołaka, gdzie wilk zamienia się w człowieka. W starannie zaprojektowanych obwodach fotony zachowują się tak, jakby czas płynął w kwantowej mieszaninie do przodu i do tyłu.

„Po raz pierwszy mamy maszynę do podróży w czasie, która działa w obie strony” – powiedział. Sonia Frank Arnoldfizyk kwantowy z University of Glasgow w Szkocji, który nie był zaangażowany w badania.

Na nieszczęście dla fanów science fiction, sprzęt nie ma nic wspólnego z DeLoreanem z 1982 r. Podczas eksperymentów przeprowadzonych przez dwa niezależne zespoły w Chinach i Austrii godziny pracy w laboratorium płynęły nieubłaganie. Tylko fotony przepływające przez obwód cierpią z powodu oszustw czasowych. Nawet w przypadku fotonów naukowcy debatują, czy odwrócenie strzałki czasu jest prawdziwe, czy symulacja.

Tak czy inaczej, zagadkowe zjawisko może doprowadzić do powstania nowych rodzajów technologii kwantowej.

„Możesz wizualizować kręgi, w których informacje mogą przepływać w obu kierunkach” – powiedział. Julia RubinoPracownik naukowy Uniwersytetu w Bristolu.

wszystko w dowolnym momencie za jednym zamachem

Fizycy po raz pierwszy zdali sobie sprawę dziesięć lat temu, że dziwne zasady mechaniki kwantowej wywracają logiczne pojęcia czasu.

Istota kwantowej dziwaczności polega na tym, że kiedy szukasz cząstki, zawsze zauważysz ją w jednym miejscu, przypominającym punkt. Ale zanim można to zmierzyć, cząstka zachowuje się jak fala. Ma „funkcję falową”, która propaguje i faluje wieloma ścieżkami. W tym nieokreślonym stanie cząstka istnieje w kwantowej mieszaninie możliwych miejsc znanych jako a zachodzić na siebie.

W papier opublikowane w 2013 roku, Julio Chiribella, fizyk obecnie pracujący na Uniwersytecie w Hongkongu, współautorzy zaproponowali obwód, który umieściłby zdarzenia w superpozycji porządków czasowych, omijając krok nakładania się lokalizacji w przestrzeni. Cztery lata później Rubino i jej współpracownicy bezpośrednio empirycznie Pomysł. Wysłali foton przez superpozycję dwóch ścieżek: jedna, w której zdarzenie A doświadczyło zdarzenia B, a następnie zdarzenie B, a druga, w której B doświadczyło, następnie A. W pewnym sensie każde zdarzenie wydawało się powodować drugie, zjawisko, które zaczęto nazywać Nieokreślona przyczyna.

READ  Amerykańskie wojsko potwierdza, że ​​międzygwiezdny meteoryt uderzył w Ziemię w 2014 roku.

Chiribella i jego kolega, Zexuan Liu, nie zadowalając się tylko manipulowaniem porządkiem wydarzeń w miarę upływu czasu, dążyli do określenia kierunku marszu lub strzały dla samego czasu. Szukali urządzenia kwantowego, w którym czas wchodzi w superpozycję płynącą z przeszłości w przyszłość iz powrotem — nieokreśloną strzałkę czasu.

Aby to zrobić, Chiribella i Liu zdali sobie sprawę, że potrzebują systemu, który mógłby podlegać przeciwnym zmianom, takiego jak metronom, który mógłby obracać ramieniem w lewo lub w prawo. Wyobrażali sobie wprowadzenie takiego systemu w stan superpozycji, podobnie jak muzyk poruszający akceleratorem kwantowym jednocześnie w lewo iw prawo. Oni Opis schematu Do ustanowienia takiego systemu w 2020 r.

Czarodzieje optyki natychmiast zaczęli budować strzały do ​​pojedynków na czas w laboratorium. Zeszłej jesieni dwa zespoły odniosły sukces.

Gra na dwa razy

Chiribella i Liu tworzą grę, którą może przechytrzyć tylko zegar kwantowy. Gra ze światłem polega na strzelaniu fotonami przez dwa narzędzia kryształowe, A i B. Przejście do przodu przez narzędzie obraca polaryzację fotonu o wartość zależną od ustawień urządzenia. Przejście wstecz przez instrument obraca polaryzację w dokładnie przeciwnym kierunku.

Przed każdą rundą gry sędzia potajemnie reguluje instrumenty na jeden z dwóch sposobów: ścieżka do przodu przez A, a następnie do tyłu przez B albo przesunie funkcję falową fotonu względem ścieżki odwróconej w czasie (do tyłu przez A , potem dalej przez B), albo nie zrobi tego. Zawodnik musi znać wybór dokonany przez sędziego. Po tym, jak gracz ułoży narzędzia i inne elementy wizualne w dowolny sposób, wysyła foton przez labirynt, prawdopodobnie dzieląc go na dwuścieżkową superpozycję za pomocą półsrebrnego lustra. Foton trafia do jednego z dwóch detektorów. Jeśli gracz ustawi swój labirynt w wystarczająco sprytny sposób, pstryknięcie detektora zawierającego foton ujawni wybór sędziego.

READ  Niezwykła galaktyka kopalna odkryta na obrzeżach Andromedy - może ujawnić historię wszechświata

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *