Атомные часы могут раскрыть квантовую природу времени
Новое исследование предполагает, что ультраточные атомные часы могут выявить квантовые свойства времени. Это открытие может изменить понимание времени и его фундаментальной структуры.
На протяжении веков время считалось абсолютным, как описал Исаак Ньютон. Однако теория относительности Альберта Эйнштейна показала, что время относительно и может замедляться или ускоряться в зависимости от движения и гравитации. Эффект замедления времени, например, наблюдается в «парадоксе близнецов», где один из близнецов, путешествующий в ракете, возвращается моложе своего брата, оставшегося на Земле.
Тем не менее, квантовая природа времени остаётся неизученной. В квантовой теории время обычно рассматривается как классическое явление, движущееся по прямой линии «стрелы времени». Однако исследование под руководством физика Игоря Пиковски (Igor Pikovski) из Технологического института Стивенса (Stevens Institute of Technology) Нью-Джерси предполагает, что время может обладать квантовыми эффектами, такими как суперпозиция времён, где время может течь с разными скоростями одновременно.
Nano BananaОптические атомные часы, в которые используются лазеры для возбуждения атомов и последующего измерения их колебаний, уже достаточно точны, чтобы фиксировать эффекты относительности, такие как разница в гравитации на разных высотах. Исследователи предполагают, что эти часы могут быть достаточно чувствительными, чтобы обнаружить квантовые эффекты времени. Например, один и тот же часовой механизм может фиксировать несколько времён одновременно с интервалами в десятки аттосекунд.
Для усиления квантового поведения атомов в часах команда предлагает использовать технику «сжатия», которая усиливает крошечные флуктуации в системе. Некоторые из этих эффектов уже могут быть обнаружены с помощью современных технологий, в то время как другие требуют дальнейшего развития.
Наблюдение квантовой природы времени может помочь объединить теорию относительности и квантовую механику, а также дать подробные представления о фундаментальной структуре Вселенной. Это открытие открывает новые горизонты в фундаментальной физике.
«Если время действительно обладает проверяемыми квантовыми свойствами, то это станет захватывающим взглядом на внутренние механизмы природы и даст подсказки к новым рубежам фундаментальной физики», — отметил Пиковски.
© iXBT
