Подорож назад у часі? Можливо імітувати за допомогою квантової заплутаності

Фізики пропонують метод гіпотетичної подорожі в часі, який може розв'язати експериментальні проблеми, що наразі не піддаються вирішенню.

Про це пише видання OstanniPodii.com.

Не погано було б наперед знати результат, перш ніж зробити вибір. Це справедливо як для повсякденного життя, так і для квантової механіки. Але, схоже, у квантовому світі є те, чого немає у нас: спосіб змінити вчорашній вибір сьогодні, поки він не став завтрашньою помилкою.

Усе це не є справжньою подорожжю в часі. Фізики, як і раніше, скептично ставляться до такої можливості. Однак за допомогою квантової механіки можна змоделювати замкнуту петлю часу завдяки властивості заплутаності. Коли дві частинки заплутані, вони перебувають у єдиному стані, навіть якщо їх розділяють величезні відстані. Зміна стану однієї з них тягне за собою зміну стану іншої, причому відбувається це миттєво.

Тому частинку можна підготувати до експерименту, заплутати та відправити в експеримент. Потім учені можуть модифікувати її заплутаного компаньйона, змінивши поведінку частинки в експерименті.

"У нашій пропозиції експериментатор заплутує дві частинки", - ідеться в заяві співавтора Ніколь Юнгер Галперн, дослідниці з Національного інституту стандартів і технологій (NIST) та Університету Мериленду. "Потім перша частинка відправляється для використання в експерименті. Отримавши нову інформацію, експериментатор маніпулює другою часткою, щоб ефективно змінити минулий стан першої частинки і тим самим змінити результат експерименту".

"Уявіть собі, що ви хочете надіслати комусь подарунок: вам потрібно надіслати його в перший день, щоб його доставили на третій день", - каже провідний автор дослідження Девідд Арвідссон-Шукур з Кембридзької лабораторії Hitachi. "Однак ви отримуєте список бажань цієї людини тільки на другий день. Таким чином, у цьому сценарії з урахуванням хронології неможливо заздалегідь дізнатися, що вона захоче отримати в подарунок, і переконатися, що ви відправите саме те, що потрібно".

"Тепер уявіть, що ви можете змінити те, що ви надсилаєте в перший день, за допомогою інформації зі списку побажань, отриманого в другий день. Наше моделювання використовує маніпуляцію квантовою заплутаністю, щоб показати, як можна заднім числом змінити свої попередні дії, щоб переконатися, що кінцевий результат буде таким, як ви хочете".

Ви можете подумати, що якщо вони змінюють результат експерименту, то, можливо, вони дійсно подорожують у часі? На жаль, ні. Установка є симуляцією, оскільки виробляє цей ефект імовірнісно. Тобто лише у певній кількості випадків здається, що ви подорожуєте у часі.

"Ефект дивовижний, але він відбувається тільки один раз із чотирьох!" - каже Арвідссон-Шукур. "Іншими словами, ймовірність невдачі симуляції становить 75%. Але добра новина полягає в тому, що ви знаєте, якщо ви зазнали невдачі. Якщо продовжити аналогію з подарунком, то в одному випадку з чотирьох подарунок буде бажаним (наприклад, пара штанів), в іншому - штани будуть не того розміру, не того кольору, або це буде піджак".

Таким чином, можна уточнити експеримент уже після його завершення, надіславши безліч заплутаних фотонів - частинок світла, частина з яких нестиме правильну інформацію. При цьому можна використовувати фільтр, щоб побачити фотони, які, як виявилося, подорожували в часі.

"Те, що для роботи нашого експерименту необхідно використовувати фільтр, насправді дуже обнадійливо", - каже Арвідссон-Шукур. "Світ був би дуже дивним, якби наша симуляція подорожей у часі спрацьовувала щоразу. Відносність і всі теорії, на яких ми будуємо своє розуміння Всесвіту, опинилися б за бортом".

Дослідження було опубліковано в журналі Physical Review Letters.

на русском