Фізики виявили математичне обмеження для ефекту зворотного руху часу

Фізики Якір Ааронов з Тель-Авівського університету та Авшалом Еліцур з Ізраїльського інституту перспективних досліджень опублікували результати математичного моделювання квантових процесів, у яких час може рухатися назад. Робота, оприлюднена на сервері препринтів arXiv, вказує на існування жорсткого обмеження для таких явищ, зумовленого взаємодією з навколишнім середовищем.

Про це повідомляє ScienceAlert

Дослідження базується на концепції квантової суперпозиції, де система одночасно перебуває у кількох станах. Використовуючи метод пост-селекції, дослідники теоретично спроєктували пристрій, здатний відтворювати стан системи, що відповідає від’ємному значенню часу. На прикладі розпаду збуджених атомів автори виявили, що зворотний рух можливий лише до моменту, поки квантова когерентність не порушується взаємодією з електромагнітним полем.

Стріла часу виникає саме там, де зупиняється машина.

— Якір Ааронов та Авшалом Еліцур

Згідно з дослідженням, навіть у замкненій системі навколишнє середовище швидко накопичує інформацію про випромінювання фотонів, що обмежує можливості квантової реверсії однією фемтосекундою. Автори зазначають, що складніші версії пристроїв теоретично могли б подовжити цей інтервал, проте ймовірність успішного результату при цьому суттєво знижується.

Науковці також наголосили, що ці квантові маніпуляції не порушують другий закон термодинаміки. Хоча в окремих результатах спостерігається зворотний ефект, загальна ентропія замкненої системи залишається незмінною або зростає. Ця робота спрямована на пояснення того, чому макроскопічний світ сприймається як незворотний, попри те, що багато фундаментальних рівнянь фізики є симетричними відносно напрямку часу.