In experimenten slaagden wetenschappers er meerdere keren in om terug te keren naar het verleden.
Het is mogelijk dat de tijd nog steeds omkeerbaar is. En zijn zogenaamde pijl, zogenaamd slechts in één richting gericht - van het verleden naar de toekomst, kan worden gedraaid. En zo "terugspoelen" wat er al is gebeurd in de tegenovergestelde richting. Rol bijvoorbeeld het gehakt terug of druk de tandpasta terug in de tube.
Fantastisch? Niet precies zoals het bleek. Russische natuurkundigen voerden experimenten uit waarin ze in wezen iets soortgelijks lieten zien.
Het onderzoek werd begeleid door Gordey Lesovik, hoofd van het laboratorium voor fysica van kwantuminformatietechnologieën aan het Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT), werd bijgestaan door Mikhail Suslov van MIPT, hun co-auteurs waren onze landgenoten - Andrey Lebedev, Valery Vinokur en Ivan Sadovsky, die in wetenschappelijke instellingen in de VS en Zwitserland werken. Ze rapporteerden de resultaten gezamenlijk in Scientific Reports in een artikel met de intrigerende titel "Arrow of Time and its Reversal on IBM Quantum Computer."
Om de betekenis van experimenten uit te leggen, noemen wetenschappers eerst een voorbeeld van een elektron dat ergens in het universum zweeft. Ze leggen uit dat we op het eerste moment ongeveer kunnen weten waar hij is. De wetten van de kwantummechanica staan je niet toe om de locatie erg nauwkeurig te specificeren - kwantumdeeltjes vertonen onzekerheid, ze kunnen hier en daar tegelijkertijd zijn. Maar er is een bepaald gebied van de meest waarschijnlijke lokalisatie.
Verder, aangezien alles wat bestaat, volgens de tweede wet van de thermodynamica, van orde tot chaos neigt, wordt de locatie van het elektron steeds onzekerder. Het lijkt zich in verschillende richtingen te verspreiden. Zoals voorspeld door de Schrödingervergelijking, is het fundamenteel voor de kwantummechanica.
Ongewone effecten van de kwantumwereld (zegt natuurkundige Gordey Lesovik):
Promotie video:
Door dezelfde vergelijking te gebruiken, kan men zich voorstellen hoe het "uitgespreide" elektron terugkeert naar zijn oorspronkelijke plaats - het wordt gelokaliseerd in dezelfde tijd dat het zich verspreidt.
Lesovik en zijn collega's illustreren de essentie van kwantummetamorfose die optreedt bij een elektron en biljartballen. Zoals, hier zijn ze - verzameld in een piramide, dan willekeurig op tafel uitgerold en plotseling, gehoorzamend aan een mysterieuze kracht, herassembleren ze tot een geordende structuur - in dezelfde piramide op dezelfde plaats. Dit zijn de processen die wetenschappers hebben gemodelleerd met behulp van een kwantumcomputer.
Qubits - de elementaire rekenmodules van een kwantumcomputer - kunnen drie toestanden hebben: "0", "1" en onzekerheid - "?" op het diagram. Aan het begin van een van de experimenten brachten wetenschappers drie qubits in de "0 0 0" -toestand. Dit kwam overeen met de volgorde - zodanig dat het elektron zou worden gelokaliseerd en de piramide van ballen zou worden verzameld.
Gehoorzaam aan een of ander evolutionair programma, werd de volgorde van de qubits al snel verstoord. Dit kwam overeen met het verspreiden van een elektron en het instorten van een piramide van ballen.
Even later begon hetzelfde evolutionaire programma dat, verrassend genoeg, chaos veroorzaakte, de toestand van de qubits op orde te brengen. En ze keerden uiteindelijk terug naar het verleden - naar de vorige staat.
Experimentenschema: van orde naar chaos en terug.
De tijdomkeringstruc werkte niet elke keer. In meer 'primitieve' experimenten - met twee qubits - ging ongeveer 80 procent van de orde naar chaos en terug. Drie qubits lieten dit in ongeveer de helft van de tijd zien.
Zullen dergelijke "wendingen" leiden tot het ontstaan van een tijdmachine? Natuurkundigen durven daar niet vanuit te gaan. Maar wie weet, wat als? Er lijkt een begin te zijn gemaakt.
Gordey Lesovik, doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen:
VLADIMIR LAGOVSKY
