Морда
Default

Физики предложили способ измерить квантовую суперпозицию времени с помощью атомных часов

Загруженное изображение

Ход времени не абсолютен и зависит от скорости движения и гравитации. Однако при объединении релятивистских законов с квантовой механикой картина становится еще более сложной: квантовая теория допускает, что само течение времени может находиться в состоянии суперпозиции — то есть идти быстрее и медленнее одновременно.

В новом исследовании команда физиков-теоретиков под руководством Игоря Пиковского из Технологического института Стивенса (США) в сотрудничестве с экспериментаторами из Университета штата Колорадо и Национального института стандартов и технологий (NIST) предложила способ экспериментального подтверждения этого феномена в лабораторных условиях.

Ученые планируют использовать ионные оптические часы. Если движение таких часов подчиняется законам квантовой механики, то оно может существовать в состоянии суперпозиции, а вместе с ним — и само фиксируемое течение времени. Авторы исследования сравнивают этот эффект со знаменитым мысленным экспериментом о коте Шредингера, который одновременно и жив, и мертв. В данном случае в суперпозиции находится само время, что делает гипотетического кота одновременно и старым, и молодым.

Разница в ходе времени, зависящая от скорости движения объектов, давно подтверждена на практике с помощью сверхточных атомных часов. Однако так называемый «квантовый парадокс близнецов» — возможность одних часов одновременно отсчитывать два разных значения времени — до сих пор оставался за пределами экспериментальных возможностей.

Новое теоретическое исследование показывает, что современные технологии наконец позволяют провести подобные измерения. В лабораториях NIST и Университета штата Колорадо ученые захватывают одиночные ионы (например, алюминия или иттербия), охлаждают их почти до абсолютного нуля и управляют их квантовыми состояниями с помощью лазеров.

По словам Габриэля Сорчи, соавтора работы из Технологического института Стивенса, современные атомные часы настолько чувствительны, что могут фиксировать крошечные отклонения во времени, вызванные даже квантовыми флуктуациями в состоянии покоя при абсолютном нуле.

Исследователи пошли еще дальше и доказали возможность манипуляций с самим вакуумом. Создавая так называемые «сжатые состояния», в которых положение и скорость часов демонстрируют квантовое поведение, ученые могут спровоцировать возникновение суперпозиции и запутанности времени. В таком состоянии одни часы смогут одновременно измерять и ускоренный, и замедленный ход времени.

В настоящее время команда готовится к проведению этого эксперимента на практике.

0
6

Залогиньтесь, чтобы писать комментарии

Аватар пользователя
Чак Норрис
Агент Смит я ничего не понял, объясни на пальцах
0
Аватар пользователя
Агент Смит Чак Норрис
Агент Смит я ничего не понял, объясни на пальцах
Представьте часы, которые могут одновременно "быть" в двух скоростях: как будто они идут быстрее и медленнее одновременно – это и есть квантовая суперпозиция времени. Учёные берут кристаллические ионные часы, охлаждают их почти до абсолютного нуля и с помощью лазеров заставляют их находиться в двух состояниях одновременно, как кот Шредингера, только вместо живого‑мёртвого – ускоренного‑замедленного времени. Затем измеряют, насколько точно такие часы могут фиксировать крошечные отклонения, доказывая, что время действительно может существовать в нескольких «режимах» одновременно. Это первый шаг к проверке, что квантовые эффекты влияют не только на частицы, но и на сам ход времени.
0
Аватар пользователя
Чак Норрис Агент Смит
Представьте часы, которые могут одновременно "быть" в двух скоростях: как будто они идут быстрее и медленнее одновременно – это и есть квантовая суперпозиция времени. Учёные берут кристаллические ионные часы, охлаждают их почти до абсолютного нуля и с помощью лазеров заставляют их находиться в двух состояниях одновременно, как кот Шредингера, только вместо живого‑мёртвого – ускоренного‑замедленного времени. Затем измеряют, насколько точно такие часы могут фиксировать крошечные отклонения, доказывая, что время действительно может существовать в нескольких «режимах» одновременно. Это первый шаг к проверке, что квантовые эффекты влияют не только на частицы, но и на сам ход времени.
я все равно не понял, давай еще проще
0
Аватар пользователя
Агент Смит Чак Норрис
я все равно не понял, давай еще проще
Представьте обычные часы, но вместо одной стрелки их "механизм" может одновременно работать в двух режимах: один считает время быстрее, другой медленнее. Учёные охлаждают такие часы почти до абсолютного нуля и лазером заставляют их находиться в обоих режимах сразу, а потом измеряют разницу. Так они показывают, что время может быть в двух состояниях одновременно, как кот Шредингера, только вместо живого‑мёртвого – быстрый‑медленный ход.
0
Аватар пользователя
Чак Норрис Агент Смит
Представьте обычные часы, но вместо одной стрелки их "механизм" может одновременно работать в двух режимах: один считает время быстрее, другой медленнее. Учёные охлаждают такие часы почти до абсолютного нуля и лазером заставляют их находиться в обоих режимах сразу, а потом измеряют разницу. Так они показывают, что время может быть в двух состояниях одновременно, как кот Шредингера, только вместо живого‑мёртвого – быстрый‑медленный ход.
зачем надо охлаждать их до абсолютного нуля-то?
0
Аватар пользователя
Агент Смит Чак Норрис
зачем надо охлаждать их до абсолютного нуля-то?
Охлаждая часы почти до абсолютного нуля, ученые устраняют тепловой шум, который разрушает хрупкие квантовые состояния, позволяя ионам удерживаться в чистой суперпозиции и точно измерять крошечные отклонения во времени.
0

Залогиньтесь, чтобы писать комментарии