Come è cambiato il tempo (e cosa non ha) Fisici quantistici

I fisici hanno convinto Le particelle di luce subiscono simultaneamente trasformazioni opposte, come la trasformazione di un essere umano in un lupo mannaro in cui un lupo si trasforma in un essere umano. Nei circuiti accuratamente progettati, i fotoni si comportano come se il tempo scorresse in una miscela quantistica di avanti e indietro.

“Per la prima volta in assoluto, abbiamo una specie di macchina per viaggiare nel tempo che va in entrambe le direzioni”, ha detto. Sonya Frank Arnoldun fisico quantistico dell’Università di Glasgow in Scozia che non era coinvolto nella ricerca.

Sfortunatamente per i fan della fantascienza, l’hardware non ha nulla in comune con la DeLorean del 1982. Durante gli esperimenti, condotti da due team indipendenti in Cina e Austria, le ore di laboratorio hanno continuato a scorrere costantemente. Solo i fotoni che fluiscono attraverso il circuito soffrono di imbrogli temporali. Anche per i fotoni, i ricercatori discutono se lanciare la freccia del tempo sia reale o una simulazione.

In ogni caso, il fenomeno sconcertante potrebbe portare a nuovi tipi di tecnologia quantistica.

“Puoi visualizzare cerchi in cui le tue informazioni possono fluire in entrambe le direzioni”, ha detto. Giulia RubinoRicercatore presso l’Università di Bristol.

qualsiasi cosa in qualsiasi momento in una volta sola

I fisici si sono resi conto per la prima volta un decennio fa che le strane regole della meccanica quantistica stavano ribaltando le nozioni logiche del tempo.

L’essenza della stranezza quantistica è questa: quando cerchi una particella, la individuerai sempre in una posizione simile a un punto. Ma prima che possa essere misurata, la particella si comporta come un’onda. Ha una “funzione d’onda” che si propaga e si increspa attraverso più percorsi. In questo stato indeterminato, la particella esiste in un miscuglio quantistico di possibili siti noto come a sovrapposizione.

In carta pubblicato nel 2013, Giulio Chiribella, un fisico che ora lavora all’Università di Hong Kong, i coautori hanno proposto un circuito che metterebbe gli eventi in una sovrapposizione di ordini temporali, aggirando la fase di sovrapposizione di luoghi nello spazio. Quattro anni dopo, Rubino e i suoi colleghi direttamente empiricamente L’idea. Hanno inviato un fotone attraverso una sovrapposizione di due percorsi: uno dove l’evento A ha sperimentato l’evento B poi l’evento B, e l’altro dove B ha sperimentato poi A. In un certo senso, ogni evento sembrava causare l’altro, un fenomeno che venne chiamato Causalità non specificata.

Non contenti di giocherellare con l’ordine degli eventi mentre il tempo avanzava, Chiribella e il suo collega Zexuan Liu miravano alla direzione di marcia, o freccia, per il tempo stesso. Hanno cercato un dispositivo quantistico in cui il tempo entra in una sovrapposizione che scorre dal passato al futuro e viceversa: una freccia del tempo indefinita.

Per fare questo, Chiribella e Liu si sono resi conto di aver bisogno di un sistema che potesse subire cambiamenti opposti, come un metronomo che potesse far oscillare il braccio a destra oa sinistra. Hanno immaginato di mettere un tale sistema in una sovrapposizione, simile a un musicista che muove un acceleratore quantistico simultaneamente a sinistra ea destra. Essi Descrizione dello schema Stabilire un tale sistema nel 2020.

I maghi dell’ottica iniziarono immediatamente a costruire frecce da duello per tempo in laboratorio. Lo scorso autunno, due squadre hanno riportato il successo.

Gioco a due tempi

Chiribella e Liu creano un gioco che solo un timer a due quanti può battere. Giocare con la luce implica sparare fotoni attraverso due strumenti di cristallo, A e B. Il passaggio in avanti attraverso uno strumento ruota la polarizzazione del fotone di una quantità che dipende dalle impostazioni del dispositivo. Il passaggio all’indietro attraverso lo strumento ruota la polarizzazione esattamente nella direzione opposta.

Prima di ogni round di gioco, l’arbitro regola segretamente gli strumenti in uno dei due modi seguenti: il percorso in avanti attraverso A, quindi all’indietro attraverso B, sposterà la funzione d’onda del fotone rispetto al percorso invertito nel tempo (indietro attraverso A , quindi avanti attraverso B), o non lo farà. Il giocatore deve conoscere la scelta fatta dall’arbitro. Dopo che il giocatore ha sistemato gli strumenti e gli altri elementi visivi come desidera, invia un fotone attraverso il labirinto, possibilmente dividendolo in una sovrapposizione a due percorsi usando uno specchio mezzo argento. Il fotone finisce in uno dei due rivelatori. Se il giocatore prepara il proprio labirinto in modo abbastanza intelligente, il movimento del rilevatore contenente il fotone rivelerà la scelta del giudice.