Ученые доказали — время в квантовой системе может течь в двух направлениях

Доказательство того, что в квантовых системах время может двигаться в двух направлениях, представила международная команда ученых Бристольского, Венского университета и университета Балеарских островов, а также Института квантовой оптики и квантовой информации, 26 ноября пишет журнал Communications Physics.

Концепция потока времени связана с наблюдением микроизменений в физических системах. Однако признание того, что на самом фундаментальном уровне физические системы обычно подчиняются законам обратимости во времени, привело к осознанию того, что эволюция систем, по сути, не различает прямое и обратное направление времени.

Чтобы воспроизвести внутри квантовой системы возможность движения времени в разных направлениях исследователи количественно измерили энтропию, производимую такой системой. Энтропией называют меру необратимого рассеивания энергии. При этом, суммарная сила воздействия электрических полей удовлетворяет принципу суперпозиции, при условии, что эти поля не могут как-либо повлиять друг на друга.

Наблюдая за этими процессами, ученые зафиксировали, что квантовая система может развиваться в двух временных направлениях.

Вот что один из авторов исследования доктор Рубино пишет по поводу такого одновременного развития: «Хотя время часто рассматривается как непрерывно возрастающий параметр, наше исследование показывает, что законы, управляющие его течением в квантово-механических контекстах, гораздо сложнее. Это может говорить о том, что нам необходимо переосмыслить способ представления этой величины во всех тех случаях, где квантовые законы играют решающую роль».

Кроме того, в своей работе, опубликованной в Communications Physics, британские физики сумели ответить на вопрос, когда именно при суперпозиции, в квантовой системе может проявиться интерференционный эффект, то есть такой эффект, который может возникнуть при столкновении двух волн, развивающихся в одной среде. Чтобы ответить на этот вопрос, в своей статье они показали, что измерение производства энтропии играет решающую роль в восстановлении определенной термодинамической стрелки времени.

Отметим, физики выразили уверенность в том, что их открытие может иметь практическое применение в квантовой термодинамике.

Отметим также, они предполагают, что в режиме реального времени, применение этого нового метода, то есть помещение квантовой системы в суперпозицию альтернативного времени, в перспективе, могло бы улучшить работу тепловых машин и холодильников.