Международная команда ученых показала, что внутри квантовых систем, находящихся в состоянии суперпозиции, время может течь в двух противоположных направлениях одновременно. Однако для этого необходима изначально небольшая энтропия системы. Результаты работы, опубликованной в Communications Physics, подчеркивают необходимость переосмысления времени в контексте, где квантовые законы играют решающую роль.
Классическая физика не оставляла сомнений в существовании времени. Согласно второму началу термодинамики процессы имеют тенденцию развиваться к состояниям с большим беспорядком. Это можно использовать для определения «стрелы времени» — концепции одностороннего, ассиметричного течения времени. Описать этот процесс помогает понятие энтропии, которое определяет степень беспорядка в системе.
«Если энтропия системы быстро растет, практически невозможно увидеть ее возвращение в изначальное состояние. Однако, когда энтропия достаточно мала, существует вероятность увидеть обращение времени, происходящее естественным образом, — объясняет ведущий автор исследования Джулия Рубино из Бристольского университета. — Например, если бы нам показали, как наша зубная паста перемещается с зубной щетки обратно в тюбик, мы не сомневались бы в том, что смотрим перемотанную запись нашего утра. Однако если бы мы осторожно надавили на тюбик, чтобы из него вышло совсем немного пасты, было бы не так уж и маловероятно наблюдать, как она снова затягивается внутрь тюбика».
Ученые воспроизвели эту идею внутри квантовой системы, в которой соблюдается принцип суперпозиции — если возможно несколько состояний квантовой системы, то она может находиться в них всех одновременно. Таким образом, система может развиваться сразу в двух временных направлениях.
Исследователи количественно оценили энтропию, производимую системой, развивающейся в квантовой суперпозиции процессов, направленных в разные стороны времени. Чаще всего это приводило к проецированию системы на одно определенное направление, соответствующее наиболее вероятному из двух процессов. Однако в условиях небольшой энтропии наблюдалась эволюция системы сразу в двух направлениях.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
