Исследователи из американских Технологического института Стивенса, Университета штата Колорадо и Национального института стандартов и технологий (NIST) предложили новую теорию, согласно которой время может существовать в квантовой суперпозиции.
Изображение: Grok ai
Согласно теории относительности, каждые часы переживают собственный поток времени в зависимости от скорости и гравитации. Например, как показали исследования NIST (США), часы, движущиеся со скоростью 10 метров в секунду на протяжении 57 миллионов лет, отстанут от неподвижных на одну секунду. Это так называемый парадокс близнецов: идентичные близнецы стареют по-разному, если один путешествует быстрее другого.
Однако когда движение часов рассматривается с позиций квантовой механики, они могут существовать в суперпозиции — а вместе с ними и течение времени. Профессор Игорь Пиковски из Технологического института Стивенса (США) пояснил, что время играет очень разные роли в квантовой теории и в теории относительности, и объединение этих концепций раскрывает скрытые квантовые сигнатуры течения времени.
Более десяти лет назад Пиковски предположил, что время должно находиться в суперпозиции, но экспериментально доказать это было сложно. Теперь исследователи уверены, что новые поколения атомных часов и квантовых технологий смогут это продемонстрировать. В работе использовались охлаждённые атомные часы на ионах алюминия и иттербия, чьи квантовые состояния манипулировали лазерными импульсами.
«Атомные часы теперь настолько чувствительны, что могут обнаруживать крошечные различия во времени, вызванные только тепловыми вибрациями при минимальных температурах», — добавил Габриэль Сорси, аспирант Технологического института Стивенса, участвовавший в работе. «Но даже при абсолютной нулевой температуре, в основном состоянии, скорость тикания всё равно будет зависеть только от квантовых флуктуаций.»
В результате исследователи пояснили, что одни и те же часы могут тикать и быстрее и медленнее одновременно. Теоретическая работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
