Amerikai fizikusok szerint a kvantummechanika és Einstein relativitáselmélete együtt olyan furcsa jelenségeket eredményezhet, amelyek megújíthatják az időről alkotott elképzeléseket. Egy friss kutatás szerint elméletileg lehetséges, hogy ugyanaz az atomóra egyszerre két eltérő időmúlást is kövessen, vagyis bizonyos értelemben egyszerre gyorsabban és lassabban járjon.

Az időről általában úgy gondolkodunk, mint valami állandó dologról: másodpercről másodpercre ugyanúgy telik mindenhol. A relativitáselmélet már bebizonyította, hogy a sebessége függhet a mozgástól és a gravitációtól is. Most pedig a kutatók egy még furcsább lehetőséget vizsgálnak: mi van akkor, ha az idő egyszerre kétféleképp telik?

Ahogy azt a Sciencedaily is megírta, a Stevens Institute of Technology kutatója, Igor Pikovski és munkatársai azt vizsgálták, hogy a kvantumfizika szabályai alapján hogyan járhat egy óra egyszerre gyorsabban és lassabban is.

Az idő egyik legfurcsább tulajdonságát vizsgálják a fizikusok

Einstein relativitáselmélete több mint száz éve megmagyarázta, hogy egy nagyon gyorsan mozgó óra például lassabban járhat, mint egy nyugalomban lévő. Ugyanez történik erős gravitáció közelében is: ott az idő valamivel lassabban múlik. Ezeket a hatásokat már rendkívül pontos atomórákkal többször is megmérték.

A kvantummechanika viszont ennél is furcsább szabályok szerint működik. A kvantumvilágban egy részecske nem feltétlenül csak egyetlen, pontosan meghatározott állapotban lehet, hanem egyszerre több lehetséges állapot kombinációjában is. Ezt a jelenséget nevezik szuperpozíciónak. Schrödinger híres gondolatkísérletében például a macska addig tekinthető egyszerre élőnek és halottnak, amíg egy megfigyelés el nem dönti az állapotát.

Ahogy a macska megfigyelés előtt egyszerre több állapotban létezhet, úgy Pikovskiék új ellmélete alapján egy atomóra is kerülhetne olyan szuperpozícióba, ahol egyszerre többféle „idősebesség” kapcsolódik hozzá.

Egy atomóra működését ugyanis rendkívül apró részecskék mozgása határozza meg. Ha ezek a részecskék egyszerre több kvantumállapotban léteznek, akkor elméletileg az órához kapcsolódó időmúlás sem lenne egysíkú, és több eltérő időmúlás is kialakulhat benne.

„Az idő teljesen más szerepet játszik a kvantumelméletben és a relativitáselméletben. A kutatásunk azt mutatja meg, hogy ha ezt a két elképzelést összekapcsoljuk, akkor az idő múlásának olyan rejtett kvantumjelenségei jelenhetnek meg, amelyeket a klasszikus fizika már nem tud leírni.” – mondta Igor Pikovski, a kutatás vezetője.

Ha lemaradtál: Rejtélyes, halott galaxist találtak csillagászok, amely egyáltalán nem forog

Ultramodern atomórákkal tesztelnék az elméletet

A kutatók úgynevezett ionórákkal próbálnák kimutatni ezt a jelenséget. Ezek a világ legpontosabb órái közé tartoznak, amelyek egyetlen atom vagy ion rezgéseit mérik lézerekkel. Az ilyen eszközök annyira érzékenyek, hogy még a legkisebb fizikai hatások is befolyásolhatják a működésüket.

Ha sikerülne speciális kvantumállapotba hozni az órában lévő részecskéket, akkor az óra megmutathatna két eltérő idősebességet. A kutatás egyik fontos állítása, hogy a mai technológia már közel jár ahhoz a pontig, ahol ezt laboratóriumban is ellenőrizni lehet.

A fizikusok szerint a kutatás jelentősége messze túlmutat egy különös elméleti kérdésen. A modern fizika két legfontosabb elmélete – a relativitáselmélet és a kvantummechanika – jelenleg nem illeszthető össze teljesen, és a tudósok évtizedek óta keresik azt a modellt, amely egyszerre tudná leírni a gravitáció és a kvantumvilág működését.

Végül ha kimuattnák hogy az idő maga is képes kvantumos viselkedésre, az fontos lépés lehetne egy egységesebb fizikai elmélet felé. Pikovski szerint így a modern kvantumtechnológia most először adhat valódi lehetőséget arra, hogy a fizika legmélyebb kérdéseit is kísérletekkel lehessen vizsgálni.

Olvass tovább: Rejtett építményt találtak a Nílus deltájában, modern technológiával dolgozó régészek bukkantak a nyomára