Najnowsze badania wskazują, że od strony teoretycznej można modelować, symulować i obserwować bieg czasu wstecz, którego w świecie rzeczywistym nie jesteśmy w stanie zaobserwować. Mogłoby się wydawać, że w takim razie eksperymenty tego typu nie mają żadnego sensu. Tak jednak nie jest. Naukowcy wykazali właśnie, że symulacja podróży w czasie pozwala rozwiązać problemy fizyczne, których metody standardowej fizyki nie są w stanie rozwiązać.
Fizycy teoretyczni z Uniwersytetu Cambridge przeprowadzili niedawno eksperyment, w którym stan początkowy układu można zmieniać za pomocą symulacji czysto hipotetycznej pętli czasu umożliwiającej zamianę parametrów początkowych już po rozpoczęciu eksperymentu.
Czytaj także: Splątanie kwantowe na wyciągnięcie ręki. Zaprojektowane urządzenie jest niewyobrażalnie cienkie
Owe teoretyczne pętle czasowe symuluje się przy wykorzystaniu teleportacji kwantowej opartej na parach splątanych cząstek.
Dla unaocznienia problemu naukowcy posługują się uproszczoną analogią, w której pierwszego dnia jedna osoba wysyła drugiej prezent. Drugiego dnia dopiero poznaje listę życzeń osoby obdarowanej. W przypadku tego eksperymentu zakłada się, że istnieje możliwość, że drugiego dnia wciąż można zmienić prezent, który został wysłany pierwszego dnia, tak aby dotarł on do odbiorcy trzeciego dnia.
W symulacji wykorzystano możliwość manipulacji stanem początkowym eksperymentu za pomocą splątania kwantowego. Co do zasady, splątanie kwantowe to stan, w którym właściwości dwóch splątanych ze sobą cząstek są ze sobą skorelowane jeszcze przed wykonaniem pomiaru. Pomiar właściwości jednej cząstki, natychmiast daje nam informacje o stanie drugiej z nich, niezależnie od odległości dzielącej obie cząstki. Co więcej, fizykom udało się zmienić właściwości jednej cząstki i zaobserwować natychmiastową odpowiednią reakcję w drugiej oddalonej od pierwszej. Proces ten nazwano teleportacją kwantową.
Jak wyglądał zatem eksperyment z podróżą w czasie?
Na początku symulacji naukowcy splątują ze sobą dwie cząstki. Po rozpoczęciu eksperymentu eksperymentator zmienia stan drugiej z cząstek, tak aby dzięki teleportacji kwantowej, zmienił się natychmiast stan pierwszej z nich. W ten sposób skutecznie ulega zmianie przeszły stan pierwszej z nich wykorzystanej w eksperymencie, wpływając tym samym na wynik całego eksperymentu.
Należy tutaj jednak pamiętać, że póki co udało się jedynie stwierdzić, że teoria kwantowa pozwala na symulowanie takich pętli. Nie ma tutaj jednak mowy o tym, czy takie zamknięte pętle czasowe istnieją w rzeczywistości.
Czytaj także: Splątanie kwantowe? Naukowcy poszli w tym zakresie o krok dalej
Naukowcy jednak wskazują, że teoretycznie można by było sprawdzić pętle czasowe w rzeczywistych eksperymentach. W tym celu trzeba by było splątać ze sobą odpowiednio dużą liczbę fotonów i za pomocą opisanych wyżej symulacji podróży w czasie zmienić ich stan już po tym, jak zostaną one wysłane w kierunku specjalnej kamery. Kamera ta miałaby wykrywać tylko te fotony, których stan uległ zmianie wskutek teleportacji kwantowej już po ich wysłaniu w kierunku kamery. Wstępne szacunki mówią, że eksperyment powinien zakończyć się sukcesem w około 25 proc. przypadków.
Czy taki eksperyment ma szansę powodzenia? Trzeba poczekać na zespół, który podejmie się realizacji takiego eksperymentu. Choć podróż w czasie nie stanie się rzeczywistością, to jednak naukowcy będą mieli okazję zagłębić się w podstawy mechaniki kwantowej.
