Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики обосновали, как время может течь обратно в открытой квантовой системе
Ученые математически объяснили возможность обратного течения времени на микроуровне. Новое исследование показывает, что противоположные стрелы времени теоретически могут возникать в определенных квантовых системах.
Течение времени часто описывают через понятия «оси времени» или «стрелы времени». И ось, и стрела имеют начало и направление, а события, расположенные на оси времени, следуют друг за другом, их порядок установлен. Говорят, что время течет в одном направлении и асимметрично.
«Представьте, как пролитое молоко растекается по столу. Ясно, что время движется вперед. Но если воспроизвести это в обратном порядке, как в кино, сразу станет понятно, что что-то не так — трудно поверить, что молоко может собраться обратно в стакан», — прокомментировала доктор Андреа Рокко (Andrea Rocco), доцент кафедры физики и математической биологии Университета Суррея (Великобритания).
Необратимость времени очевидна на практике, но фундаментальные законы физики не запрещают обратного направления течения времени и не отдают предпочтения какому-либо направлению. На микроуровне, когда размеры объектов не видимы невооруженным глазом, физические уравнения остаются неизменными, независимо от того, движется время вперед или назад.
Некоторые процессы выглядят одинаково правдоподобно в обоих направлениях. Например, движение маятника. На самом фундаментальном уровне законы физики описывают скорее маятник, чем разлитую жидкость — не учитывают необратимость физических процессов.
Команда физиков изучила, как в контексте течения времени организована открытая квантовая система — субатомные частицы, взаимодействующие с окружающей средой. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
Ученые исследовали, почему мы воспринимаем время как движущееся в одном направлении, и возникает ли это восприятие из открытой квантовой механики.
Команда сделала два ключевых предположения. Во-первых, они рассматривали окружающую среду системы так, чтобы сосредоточиться только на самой квантовой системе. Во-вторых, они предположили, что среда — как и вся Вселенная — настолько велика, что энергия и информация рассеиваются в ней, никогда не возвращаясь в исходное состояние. Этот подход позволил им изучить, как время возникает как одностороннее явление, хотя на микроскопическом уровне оно теоретически может двигаться в обоих направлениях.
После применения этих предположений открытая квантовая система вела себя одинаково, независимо от того, двигалось время вперед или назад. Это заложило основу для предположения, что симметрия времени сохраняется в открытых квантовых системах. А значит, стрела времени может быть не такой фиксированной, как мы ее воспринимаем.
«Удивительная часть этого проекта заключалась в том, что даже после стандартных упрощений в уравнениях, описывающих открытые квантовые системы, они все равно вели себя одинаково, независимо от направления времени.
Когда мы тщательно проработали математику, мы обнаружили, что это поведение должно быть таким, потому что ключевая часть уравнения — „ядро памяти” — симметрична во времени», — пояснил Томас Гафф (Thomas Guff), исследователь, руководивший расчетами.
Ученые обнаружили важную деталь: существует разрывный во времени фактор, сохраняющий симметрию. Такие математические механизмы редко встречаются в физических уравнениях, поскольку они не непрерывны. Ученые не ожидали увидеть его естественное возникновение.
Исследование предлагает новый взгляд на одну из самых больших загадок физики. Понимание природы времени может иметь глубокие последствия для квантовой механики, космологии и других областей.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии