Za većinu nas, protok vremena leti u samo jednom neumoljivom smjeru.
Ali za teorijske kvantne fizičare, smjer vremena nije baš tako nefleksibilan. Moguće je teoretski modelirati, simulirati i promatrati tok vremena unatrag na načine koje je nemoguće postići u stvarnom svijetu.
A sada, naučnici su pokazali da simulacije putovanja kroz vrijeme unatrag mogu pomoći u rješavanju problema fizike koji se ne mogu riješiti normalnom fizikom, piše Science Alert.
Predvođen fizičarom Davidom Arvidsson-Shukurom sa Univerziteta Cambridge, tim fizičara je proveo eksperiment u kojem se stanje unosa može mijenjati simuliranjem vremenske petlje unatrag koja im omogućava da mijenjaju parametre nakon što su već postavljeni.
Ove petlje su, naravno, čisto hipotetičke – ali se mogu simulirati pomoću kvantnih teleportacionih kola kreiranih sa upletenim česticama, kako bi se matematički riješili problemi.
"Zamislite da nekome želite poslati poklon: morate ga poslati prvog dana kako biste bili sigurni da će stići trećeg dana", objašnjava Arvidsson-Shukur. "Međutim, listu želja te osobe dobijete tek drugog dana. Dakle, u ovom scenariju koji poštuje hronologiju, nemoguće je unaprijed znati šta će ona poželjeti za poklon i da budete sigurni da ćete poslati pravi.
"Sada zamislite da možete promijeniti ono što pošaljete prvog dana s informacijama sa liste želja primljenih drugog dana. Naša simulacija koristi manipulaciju kvantnom zapetljanošću da pokaže kako možete retroaktivno promijeniti svoje prethodne radnje kako biste osigurali da je konačni ishod onaj koji želite ."
Kvantna isprepletenost je stanje u kojem svojstva dvije čestice postaju povezana prije mjerenja. Mjerenje svojstava jedne čestice odmah uspostavlja komplementarno stanje druge, bez obzira koliko su udaljene jedna od druge.
Naučnici su čak uspjeli da utiču na svojstva jedne čestice i da posmatraju istovremene promjene u drugoj, na značajnoj udaljenosti. To je kvantna teleportacija.
Rad tima koristi zapletene čestice ne samo za teleportaciju informacija kroz fizički prostor, već i unazad kroz vrijeme.
"U našem prijedlogu, eksperimentalac zapliće dvije čestice", kaže fizičarka Nicole Yunger Halpern sa Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) i Univerziteta Maryland.
"Prva čestica se zatim šalje da se koristi u eksperimentu. Nakon što dobije nove informacije, eksperimentator manipuliše drugom česticom kako bi efektivno promijenio prošlo stanje prve čestice, mijenjajući ishod eksperimenta."
Priroda zatvorene petlje u vremenu također nije ona vrsta koja bi dozvolila bilo kome da putuje nazad i paradoksalno ubije svog djeda, oslanjajući se na uslov koji se vjerovatno naziva postselekcija, koji ograničava mjere zasnovane na postavljenim događajima.
Tim ne iznosi argument da takve petlje postoje. Kvantna teorija, kažu, dozvoljava simulaciju ovih petlji koje, kao posljedicu, može iskoristiti zapetljanost.
Njihovi proračuni pokazuju da se vremenska petlja može uspješno iskoristiti samo u 25 posto vremena; ali to znači da se može testirati u pravom eksperimentu.
Ovaj eksperiment tek treba da se izvede, ali se može izvesti u velikim razmjerama zaplitanjem ogromnog broja fotona – kvanta svjetlosti – i korišćenjem simulacija putovanja kroz vrijeme kako bi se promijenila njihova stanja nakon što su poslani prema specijalnoj kameri, sa filterom dizajniran samo da detektuje fotone sa ažuriranim informacijama.
Detekcija ovih fotona bi značila da je simulacija uspjela.
"To što trebamo koristiti filter da bi naš eksperiment funkcionirao je prilično uvjerljivo. Svijet bi bio vrlo čudan kada bi naša simulacija putovanja kroz vrijeme funkcionirala svaki put. Relativnost i sve teorije na kojima gradimo naše razumijevanje našeg Univerzuma bi bile besmielne", kaže Arvidsson-Shukur.
"Ne predlažemo mašinu za putovanje kroz vrijeme, već duboki zaron u osnove kvantne mehanike. Ove simulacije vam ne dozvoljavaju da se vratite i promijenite svoju prošlost, ali vam omogućavaju da kreirate bolje sutra rješavajući jučerašnje probleme danas."
