Квантов експеримент обръща стрелата на времето

Времето се  движи само напред, това едва ли се нуждае от обяснение. Физиците наричат това стрела на времето и идеята за единствената посока на времето напред се отразява в човешкия живот.

При квантовата физика обаче, нещата не са толкова еднозначно еднопосочни. Там изглежда че времето се движи различно, дори странно. За физиците стрелата на времето се обосновава от втория закон на термодинамиката, според който ентропията расте във времето. Това се доказва с трансфера на топлинна енергия – топлината се разпръсква в околната по-студена среда, вашето кафе изстива бързо, стаята се изстудява при отворен прозорец.

Нов експеримент обаче показва, че за разлика от топлината, която се разтваря в околната по-студена среда, квантовите частици могат да трансферират топлина, като „заобикалят“ по-студените частици и я преместват към по-топлите. С други думи се случва точно обратното на това, което гласи вторият закон на термодинамиката. Ако вторият закон може да се преобърне по този начин, то това означава, че може да се обърне и стрелата на времето, казват учените.

Специалистите по теоретична физика бяха предсказали, че нещо подобно е възможно, а сега показват и доказателство. Ето как описват този процес в Science News:

„Оказва се, че стрелата на времето не е абсолютна концепция, а по скоро релативна такава. Различните системи могат да имат стрели на времето сочещи в различни посоки“, казва Ерик Лютц, участник в изследователския колектив от университета Ерланген- Нюрнберг, Германия. Според него, обръщането на стрелата на времето е било възможно за квантовите частици, защото те са в корелация – техните свойства са свързани по начин, който не е възможен за по-големи обекти – връзка, подобна на квантовото заплитане, но не толкова силна. Тази корелация означава, че частиците споделят някаква информация. В термодинамиката информацията има физическо значение. „Има порядък под формата на корелации и този порядък е като гориво, което може да се консумира, за да задвижи топлината в обратна посока“, казва Дейвид Дженингс, физик от Оксфордския университет.

При експеримента изследователите манипулират молекули хлороформ (съставени от въглеродни, водородни и хлорни атоми), така че температурата на водородното ядро да стане по-висока от тази на въглеродното ядро. В квантово измерение температурата се отнася до вероятността ядрото на атома да е в определено енергийно състояние. Когато енергийните състояния на двете ядра не са свързани, топлината тече нормално – от горещ водород до студен въглерод „, обясняват в Science News. „Но когато двете ядра имат достатъчно силни квантови корелации, топлината тече назад, правейки горещото ядро по-горещо и студеното ядро по-студено“.

Основния плюс на експеримента е, че той илюстрира пример за система, в която стрелата на времето се вижда различно от това при повечето други условия. Това не означава, че времето върви назад. Но това, което учените виждат между двете частици с течение на времето, е точно обратното на онова, което ние можем да очакваме в обикновения ни живот. Това е добро потвърждение за изводите направени от теоретичната физика преди години.