過去可能是未來?研究稱亞原子層面時間可逆

fans news 發佈 2021-11-30T05:15:58+00:00

香港《南華早報》網站11月26日發表題為《量子研究人員說,在亞原子層面,過去可能是未來》的文章,作者是史蒂芬·陳。

香港《南華早報》網站11月26日發表題為《量子研究人員說,在亞原子層面,過去可能是未來》的文章,作者是史蒂芬·陳。全文摘編如下:

根據一項新研究,在量子物理學的世界裡,時間既可以向前流動,也可以向後流動,這一罕見現象可以在一項精心設計的實驗中得到觀察和測量。

量子力學最令人困惑的一點是,亞原子粒子可以同時具備不同的物理性質——比如以相反方向旋轉,這被稱為疊加。

近一個世紀以來,量子物理學家一直在爭論疊加定律能否應用於時間。如果可以,那將使亞原子粒子能夠同時經歷過去和未來。

這場爭論遠未塵埃落定,部分原因是目前尚不清楚在何種情況下時間可以逆轉,以及如何探測這樣的事件。

英國布里斯托大學量子物理學家朱莉婭·魯比諾和她的同事發現,當系統的混沌減少時,時間箭頭在一個只包含幾個亞原子粒子的簡單量子系統中向後指。這篇論文26日發表在英國《物理學通訊》雜誌上。

這一現象只能在系統極其穩定、只有少量無序(即「熵」)時觀察到。魯比諾說:「在測量之前,我們不知道一個量子比特(量子粒子)『在時間上前進』還是『在時間上後退』。」這些粒子的時間旅行是回到過去還是前往未來,在對它們進行測量之前無法知曉。

魯比諾說:「儘管根據我們日常生活的體驗,這種想法似乎相當荒謬,但在最根本的層面上,宇宙法則是以量子-機械原理為基礎的。」

雖然時間通常被視為一個不斷增加的參數,但「我們的研究表明,在量子力學語境下管理時間流動的規律要複雜得多。這或許表明,在量子法則發揮關鍵作用的一切語境中,我們需要重新思考我們如何體現這一數量」。

像艾薩克·牛頓這樣的偉大思想家一直在考慮時間問題。他們認為存在一種「宇宙時鐘」,宇宙中萬物生死都受其管理。

愛因斯坦用他的相對論挑戰了牛頓的絕對時間(和空間)理論。相對論認為,對於一個以光速旅行的人來說,時間暫停了。

據愛因斯坦說,理論上,速度超過光速的人會看到時間倒退。但他接著說,沒有什麼比光更快,因為一切都是從宇宙誕生那一刻起就確定的。

換句話說,時間箭頭總是指向前方。

魯比諾和她的同事說,時間的常見定義適用於一個存在大量混亂的大型系統。在這些系統中,確實不可能及時捕捉到一個後退的運動。但她說,在一個穩定的小型系統中,這種現象更容易被發現。

她說:「我們可以用每天早上在例行活動中所做的事情作為例子。如果我們看到我們的牙膏從牙刷回流到牙膏管里,那麼毫無疑問這是我們這一天的逆轉。但是,如果我們輕輕地擠牙膏管,只讓一小部分牙膏露出來,那麼我們就不會那麼不容易看到它重新進入牙膏管——它會被牙膏管的減壓給吸進去。」

魯比諾和她的團隊提出設計兩種量子機器。一種像發動機一樣工作,可以將熱量轉化為機械運動;另一種像冰箱一樣工作。他們希望以此驗證自己的理論——通過測量這些裝置中量子粒子的無序程度,他們可以確定時間箭頭的方向。

來源:參考消息網

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