Физики создали модель, согласно которой квантовые частицы могут двигаться назад во времени
С помощью фотонов ученым удалось создать модель, согласно которой квантовые частицы могут двигаться назад во времени. Как выяснилось, при этом могут нарушаться законы стандартной квантовой механики.
Физики из Квинслендского университета в Австралии поставили перед собой задачу смоделировать компьютерный эксперимент, который докажет возможность путешествий во времени на квантовом уровне, предсказанную еще в 1991 году.
Им удалось смоделировать поведение отдельного фотона, который проходит через кротовую нору в пространстве-времени в прошлое и входит во взаимодействие с самим собой.
Такая траектория частицы называется замкнутой времениподобной кривой – фотон возвращается в исходную пространственно-временную точку, т.е. его мировая линия становится замкнутой.
Исследователи рассмотрели два сценария. В первом из них частица проходит через кротовину, возвращаясь в свое прошлое, и взаимодействует сама с собой. Во втором же сценарии фотон, навечно заключенный в замкнутую времениподобную кривую, взаимодействует с другой, обычной частицей.
По мнению ученых, их работа внесет важный вклад в объединение двух великих физических теорий, которые до сих пор имели между собой мало что общего: общую теорию относительности (ОТО) Эйнштейна и квантовую механику.
Теория Эйнштейна описывает мир звезд и галактик, в то время как квантовая механика исследует, в основном, свойства элементарных частиц, атомов и молекул.
ОТО Эйнштейна допускает возможность путешествия объекта назад во времени, который попадает при этом в замкнутую времениподобную кривую. Однако такая возможность способна вызвать ряд парадоксов: путешественник во времени может, например, помешать встретиться своим родителям, а это сделает невозможным его собственное появление на свет.
В 1991 году впервые было выдвинуто предположение, что путешествие во времени в квантовом мире может исключить подобные парадоксы, поскольку свойства квантовых частиц точно не определены, согласно принципу неопределнности Гейзенберга.
В компьютерном эксперименте австралийских ученых впервые было изучено поведение квантовых частиц в подобном сценарии. При этом были выявлены новые интересные эффекты, появление которых невозможно в стандартной квантовой механике.
Например, оказалось, что возможно точно выделить различные состояния квантовой системы, что совершенно исключено, если оставаться в рамках квантовой теории.
