Tego typu doniesienia są możliwe dzięki wykorzystaniu zegarów atomowych, czyli najdokładniejszych urządzeń pomiarowych, jakie kiedykolwiek stworzył człowiek. Ich działanie opiera się na niezwykle precyzyjnym śledzeniu drgań atomów, co pozwala mierzyć czas z dokładnością sięgającą miliardowych części sekundy. Dzięki tej czułości naukowcy są dziś w stanie badać zjawiska, które wcześniej były całkowicie poza zasięgiem eksperymentów.
Czytaj też: Świat nauki stanął u progu załamania. Fizycy wydali werdykt w sprawie anomalii mionu
Nowa propozycja autorów publikacji zamieszczonej na łamach Physical Review Letters zakłada, że jeśli zegar sam znajduje się w stanie kwantowym – na przykład jego ruch lub położenie nie są jednoznaczne – to również mierzony przez niego czas może wejść w stan superpozycji. Oznacza to, że ten sam zegar mógłby jednocześnie tykać szybciej i wolniej.
Brzmi to abstrakcyjnie, lecz koncepcja ma solidne podstawy w fizyce. Od czasów Alberta Einsteina wiemy, iż czas nie jest absolutny. Jego tempo zależy od prędkości i grawitacji. Zjawisko to, znane jako dylatacja czasu, zostało wielokrotnie potwierdzone eksperymentalnie. Jednak w świecie kwantowym pojawia się dodatkowy poziom złożoności. Jeśli obiekt może znajdować się jednocześnie w wielu stanach, to – zgodnie z nowymi modelami – jego “własny” czas również może istnieć w wielu wersjach naraz.
Badacze porównują to do słynnego eksperymentu myślowego z kotem Schrödingera, tylko że zamiast kota mamy zegar, który jest jednocześnie młodszy i starszy. W takim scenariuszu czas przestaje być jedną linią, a zaczyna przypominać zestaw równoległych możliwości, które dopiero w momencie pomiaru zapadają się do jednej wartości.
Co szczególnie istotne, nie jest to już tylko czysta teoria. Rozwój technologii sprawia, iż naukowcy realnie planują przetestować te idee w laboratorium. Mówi się między innymi o wykorzystaniu metody pozwalającej zwiększyć precyzję pomiarów i potencjalnie uchwycić subtelne efekty związane z kwantową naturą czasu. Jeśli te eksperymenty zakończą się sukcesem, konsekwencje mogą być ogromne. Jednym z największych problemów współczesnej fizyki jest pogodzenie dwóch fundamentalnych teorii: mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności. Każda z nich inaczej traktuje czas. W jednej jest on tłem zdarzeń, w drugiej dynamiczną częścią rzeczywistości.
Czytaj też: Fizycy z Warszawy „uwięzili” światło w strukturze 2000 razy cieńszej od ludzkiego włosa
Nowe badania sugerują, że kluczem do ich połączenia może być właśnie odkrycie kwantowej natury czasu. Ostatecznie oznacza to, że nasze intuicyjne rozumienie czasu, jako czegoś stałego, płynącego od przeszłości do przyszłości, może być jedynie przybliżeniem. Na najbardziej fundamentalnym poziomie rzeczywistości czas może być zjawiskiem znacznie bardziej elastycznym, a nawet wielowariantowym.
Źródło: Eureka Alert, Physical Review Letters
