20 септември 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Вплетеното време на квантовата гравитация

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 23 август 2019 в 00:0057080
Двойка звездни кораби тренират за мисия. От тях се иска да стрелят един срещу друг в определено време и незабавно да стартират двигателите си, за да избегнат атаката на другия. Ако единият от корабите стреля твърде рано, той ще унищожи другия и това установява ясна времева линия между изстрелите. Ако се постави достатъчно масивен обект, да речем планета, в близост до един от корабите, това би забавило отмерването на неговото време. В резултат корабът, който е по-далеч от масивното тяло, ще стреля твърде рано, за да може другият да избяга. Кредит: Magdalena Zych

Теориите на квантовата механика и гравитацията са несъвместими, поне засега, въпреки усилията на физиците през последните петдесет години.

Наскоро обаче международен екип изследователи, ръководен от физици от Университета на Виена, Австрийската академия на науките, както и от Университета на Куинсланд (AUS) и Технологичния институт на Стивънс (САЩ), комбинират ключови елементи на двете теории, описвайки потока на времето и откриват, че времевият ред на събитията може да проявява истински квантови характеристики.

Според Общата теория на относителността наличието на масивен обект забавя хода на времето. Това означава, че часовник, поставен близо до масивен обект, ще работи по-бавно в сравнение с идентичен, който е по-далеч.

Правилата на квантовата теория обаче позволяват всеки обект да бъде вкаран в състояние на суперпозиция. Състоянието на суперпозиция означава, че обектът е едновременно в две състояния, а не в едното или в другото - това е друг начин за съществуване на обект, разрешен от законите на квантовата физика.

Законите на квантовата теория обаче позволяват да се формира всяко тяло в състояние на суперпозиция. В състояние на суперпозиция тяло е "едновременно" на две места, което не е равносилно на поставянето на това тяло на случаен принцип на едно или друго място. Тялото съществува по специфичен начин, осигурен от законите на квантовата физика.

Един от отворените въпроси във физиката е: Какво се случва, когато обект, достатъчно масивен, за да повлияе на потока на времето, се постави в състояние на квантова суперпозиция?

Това е спорна тема - някои физици твърдят, че подобни сценарии са фундаментално невъзможни - някои нови механизми трябва да блокират първоначалното формиране на суперпозицията, докато други разработват цели теории въз основа на предположението, че това е възможно.

"Нашата отправна точка бе да си зададем въпроса какво би измерил часовник, ако е повлиян от масивен обект в състояние на квантова суперпозиция?“ обяснява Магдалена Зич (Magdalena Zych) от Университета в Куинсланд.

Учените очакват да се сблъскат с непреодолими препятствия, но с изненада откриват, че стандартните методи на физиката са достатъчни, за да опишат точно процеса

Изследователите откриват, че позиционирането на масивно тяло в състояние на квантова суперпозиция близо до множество часовници кара времето, което показват, да придобие истински квантови свойства - в противоречие на съществуващите възгледи.

Часлав Брукнер (Caslav Brukner), съавтор на изследването от Университета на Виена и Австрийската академия на науките, добавя, че сценариите, при които времевата последователност на събитияъта проявява квантови свойства, се различават значително от ежедневния ни опит. Най-важната констатация на работата обаче е „че времевата последователност с квантови свойства е действително възможна и произвежда нови физически ефекти“.

За да разберете какво се случва, представете си двойка космически кораби, които тренират за мисия. Дава им се заповед да стрелят един срещу друг в определено време, след което веднага да стартират двигателите си, за да избегнат атаката на другия кораб.

Ако единият от корабите стреля твърде рано, той ще унищожи другия и това установява ясна времева линия между изстрелите. Ако се постави достатъчно масивен обект, да речем планета, в близост до един от корабите, това би забавило отмерването на неговото време. В резултат корабът, който е по-далеч от масивното тяло, ще стреля твърде рано, за да може другият да избяга.

Законите на квантовата физика и гравитацията предвиждат, че чрез манипулиране на състоянието на квантова суперпозиция на планетата корабите могат да се окажат в суперпозиция, в която един от тях ще бъде унищожен.

Такова състояние на суперпозиция, включващо две системи, се нарича вплетено. Новата работа показва, че временният ред на събитията може да прояви суперпозиция и вплитане - истински квантови свойства, които са особено важни при тестване на квантовата теория спрямо нейните алтернативи.

Резултатът вече може да се използва като теоретично експериментално поле за граничните условия на квантовата гравитация и по този начин да допринесе за напредъка във формулирането на правилната теория на квантовата гравитация.

Проучването ще бъде от значение и за бъдещите квантови технологии. Квантовите компютри, които използват квантовия ред на извършване на операции, може да превъзхождат устройствата, които работят само с фиксирани последователности.

Практическите приложения за времевите последователности с квантови свойства не се нуждаят от екстремни условия, като планети в суперпозиция и могат да бъдат симулирани без използване на гравитация.

Откриването на квантовите свойства на времето може да доведе до по-добри квантови устройства в предстоящата ера на квантовите компютри.

Справка: "Bell's theorem for temporal order" M.Zych, F.Costa, I.Pikovski, and Č., Brukner, Nature Communications volume 10, Article number: 3772 (2019)

Източник: 

Quantum gravity’s tangled time, Universität Wien


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Виц на деня: 13 септември
Виц на деня: 13 септември
13 септември 2019 в 00:003644
Защо не можем да се стоплим?
Защо не можем да се стоплим?
13 септември 2019 в 10:273509
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.