Исследование: время в квантовой механике может идти и вперед, и назад

Команда физиков из университета Бристоля выяснила, что граница между временем, движущимся вперед и назад, может размыться в квантовой механике.

Авторы новой работы показали, что время в квантовых системах может развиваться по двум противоположным направлениям, как вперед, так и назад.

На протяжении веков философы и физики размышляли о существовании времени. В классическом понимании, у нас нет вопроса, существует ли время и как оно движется. В физике это понятие описывается с помощью «энтропии» — это физическая величина, определяющая степень беспорядка в системе. Рост энтропии необходимое условие любого движения просто. На основе этого можно построить стрелу времени. 

Если явление производит большое количество энтропии, наблюдение за его изменением в течение времени практически невозможно. Но когда произведенная энтропия достаточно мала, то изменение времени произойдет естественным образом.

Джулия Рубино, доктор из лаборатории квантовых инженерных технологий Бристольского университета

Исследователи применили эту идею к квантовой области. Одна из ее особенностей — принцип квантовой суперпозиции, согласно которому, если возможны два состояния квантовой системы, то она может находиться в них одновременно.

Если распространить эту идею на привычный ход времени, то получится, что квантовые системы, развивающиеся в том или ином временном направлении могут идти и в обратную сторону. 

Доктор Гонсало Мансано, из Университета Балеарских островов, заявил, что в работе они количественно оценили энтропию, которую создает система, развивающаяся в квантовой суперпозиции:

Мы обнаружили, что это чаще всего приводит к проецированию системы на четко определенное направление времени, которое соответствует наиболее вероятному процессу из двух. И все же, когда действие произвело небольшое количество энтропии, тогда можно физически наблюдать последствия того, что система развивалась одновременно в прямом и обратном временных направлениях. 

Гонсало Мансано, доктор и соавтор исследования из Университета Балеарских островов

Эта работа также имеет практическое значение в квантовой термодинамике, если учитывать альтернативный вариант развития событий, то можно улучшить качество работы техники.