Neumoljivi hod vremena možda nikoga ne čeka, ali novi eksperiment istraživača s Tehničkog univerziteta u Darmstadtu u Njemačkoj i Univerziteta Roskilde u Danskoj pokazuje kako se u nekim materijalima ono može povremeno miješati.
Istraživanje načina na koji su tvari poput stakla stare otkrilo je prve fizičke dokaze reverzibilne mjere vremena koja se temelji na materijalu.
Zakoni fizike većinom ne mare za strelicu vremena. Okrenite jednačinu koja opisuje kretanje objekta i lako možete izračunati gdje je počelo. Takve zakone opisujemo kao vremenske reverzibilne.
Dok mnogi pojedinačni zakoni povremeno guraju nos, sudbinu našeg svemira kao cjeline diktira neizbježna privlačnost kaosa. U jednom smjeru, svježe snesena jaja. U drugom omleti. Nikakvim kalkuliranjem nećete ponovno dobiti lijepo, okruglo jaje.
U naučnim terminima, mogli bismo reći da je vrijeme značajka drugog zakona termodinamike – tendencija da izolirani sistemi budu neuređeniji nego što su bili u prošlosti na načine koji se ne mogu lako premotati.
Teško je reći što odlučuje je li materijalni sistem vremenski reverzibilan ili ga pokreće entropija. Lako možemo zamisliti hrđanje starog automobila, trošenje kipa ili stalno propadanje nasukanog broda, ali materijali poput stakla mogu se polako mijenjati na načine koji nemaju nikakve veze s vanjskim korozivnim silama.
Sastoje se od gomile čestica nalik tekućini, nekristalne tvari koje uključuju razne polimere i amorfne krute tvari poput stakla opuštaju se u teoretski stabilno stanje prema vlastitom entropijskom satu. Zamislite to kao neku vrstu posebne teorije relativnosti koja se ne temelji na gravitaciji ili ubrzanju, već na stalnoj rekonfiguraciji raznih molekula koje termodinamički dolaze na svoje mjesto.
Fizičari ovu mjeru starenja opisuju kao materijalno vrijeme. Iako koncept postoji od ranih 1970-ih, njegova interpretacija u onom što je poznato kao formalizam Tool–Narayanaswamy nikada nije eksperimentalno izmjerena.
Postoji dobar razlog za to. Staklo sporo stari na načine koji se ne mogu uhvatiti samo pomnim promatranjem.
"Bio je to veliki eksperimentalni izazov", kaže glavni autor Till Bohmer, fizičar kondenzirane tvari s Tehničkog univerziteta u Darmstadtu.
Tim je pametno iskoristio visokoosjetljivu videokameru za snimanje raspršenog laserskog svjetla, koje je, nakon udarca u uzorak stakla, formiralo uzorke interferencije koji bi se mogli statistički protumačiti kao fluktuacije koje prenose osjećaj materijalnog vremena unutar tri različite tvari koje stvaraju staklo.
Umjesto da budu zaključani na putu prema ravnoteži, pronašli su dokaze da je vrijeme reverzibilno na molekularnoj razini, varirajući kako se čestice guraju i povlače jedna drugu u nove rasporede. Premotajte cijeli proces unatrag, postaje nemoguće reći reproducira li se film unaprijed ili unatrag.
"Međutim, to ne znači da se starenje materijala može poništiti", kaže Bohmer.
Kao cjelina, sistem je predodređen da se uspostavi u stanju određenom entropijom.
Ipak, sićušni njihaji molekularnih njihala ne pridonose ovom procesu, jure naprijed-natrag, naizgled bez razmišljanja o plimama vremena koje ih okružuju.
Ovo istraživanje objavljeno je u časopisu Nature Physics.
