Գիտնականներն առաջարկել են մի փորձ, որն առաջին անգամ թույլ կտա ստուգել քվանտային մեխանիկայի և հարաբերականության տեսության սահմանագծին գտնվող ամենաարտասովոր գաղափարներից մեկը՝ ժամանակի գոյությունը սուպերպոզիցիայի վիճակում:

Աշխատանքը հրապարակվել է «Physical Review Letters» (PRL) ամսագրում: Հեղինակները՝ Իգոր Պիկովսկու (Igor Pikovsky) գլխավորությամբ, կարծում են, որ ժամանակակից քվանտային տեխնոլոգիաներն արդեն մոտենում են ճշգրտության այն մակարդակին, որը թույլ կտա դիտարկել ժամանակի ընթացքի իսկապես էկզոտիկ էֆեկտները:

Ժամանակն ըստ Էյնշտեյնի + քվանտային անորոշություն

Ալբերտ Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսության համաձայն՝ ժամանակի ընթացքը կախված է շարժման արագությունից և գրավիտացիոն դաշտից. որքան ուժեղ է գրավիտացիան կամ որքան բարձր է արագությունը, այնքան դանդաղ է ընթանում ժամանակը: Սակայն երբ խոսքը վերաբերում է հարաբերականության տեսության և քվանտային մեխանիկայի միավորմանը, պատկերն էլ ավելի տարօրինակ է դառնում:

Քվանտային աշխարհում օբյեկտները կարող են գտնվել սուպերպոզիցիայի վիճակում՝ միաժամանակ մի քանի վիճակներում: Դասական օրինակը հայտնի «Շրյոդինգերի կատուն» է, որը մինչև դիտարկման պահը համարվում է միաժամանակ և՛ ողջ, և՛ մահացած: Հետազոտողները ենթադրում են, որ նմանատիպ մի բան կարող է տեղի ունենալ նաև ժամանակի հետ:

Իոնային ժամացույցները՝ որպես ստուգման գործիք

Այս վարկածը ստուգելու համար գիտնականներն առաջարկում են օգտագործել աշխարհի ամենաճշգրիտ իոնային ժամացույցները: Այս սարքերում առանձին իոնները սառեցվում են գրեթե մինչև բացարձակ զրո, և լազերների օգնությամբ մանրակրկիտ վերահսկվում են դրանց քվանտային վիճակները: Ժամանակակից իոնային ժամացույցներն արդեն ընդունակ են ֆիքսել ժամանակի դանդաղումը, որն առաջանում է ատոմների ջերմային տատանումների հետևանքով՝ ֆանտաստիկային մոտ մակարդակում:

Հետազոտությունն իրականացվել է Կոլորադոյի նահանգային համալսարանի և ԱՄՆ Ստանդարտների և տեխնոլոգիաների ազգային ինստիտուտի (NIST) գիտնականների հետ համատեղ:

«Ֆիզիկան դեռևս լի է հիմնարար հանելուկներով: Քվանտային տեխնոլոգիաները մեզ նոր գործիքներ են տալիս դրանք ուսումնասիրելու համար»,- նշել է Իգոր Պիկովսկին:

Ինչպիսի՞ տեսք կունենա ժամանակի սուպերպոզիցիան

Հեղինակների մտահղացմամբ՝ բավականաչափ զգայուն ժամացույցները որոշակի պայմաններում կկարողանան միաժամանակ «ընթանալ» տարբեր արագություններով՝ մնալով կապված իրենց սեփական քվանտային շարժման հետ: Միևնույն ժամանակային միջակայքը տեսականորեն կարող է միաժամանակ փորձարկել և՛ արագացում, և՛ դանդաղում:

Այսպիսի էֆեկտը կդառնա ժամանակի քվանտային բնույթի ուղղակի դրսևորումը. մի երևույթ, որը մինչ օրս մնում էր чисто տեսական:

Ինչու՞ է սա կարևոր

եթե փորձը հաջողվի, դա կլինի ոչ միայն հերթական էկզոտիկ տեսության հաստատումը: Ժամանակի քվանտային բնույթի մասին փորձարարական տվյալների ստացումը կարող է կարևոր քայլ դառնալ լիարժեք քվանտային գրավիտացիայի տեսության ստեղծման ճանապարհին, որը ժամանակակից ֆիզիկայի գլխավոր չլուծված խնդիրներից մեկն է:

Առայժմ խոսքը միայն փորձի առաջարկի մասին է, սակայն հեղինակները վստահ են, որ առաջիկա տարիներին քվանտային տեխնոլոգիաների թռիչքաձև զարգացումը նման ստուգումը լիովին իրատեսական կդարձնի:

Կարճ ասած

Ֆիզիկոսները՝ Իգոր Պիկովսկու ղեկավարությամբ, առաջարկել են օգտագործել գերճշգրիտ իոնային ժամացույցներ՝ ստուգելու այն վարկածը, թե ժամանակը կարող է գտնվել քվանտային սուպերպոզիցիայի մեջ և միաժամանակ ընթանալ և՛ արագ, և՛ դանդաղ: «Physical Review Letters» ամսագրում հրապարակված աշխատանքը միավորում է հարաբերականության տեսության էֆեկտները քվանտային մեխանիկայի սկզբունքների հետ: Եթե փորձը հաջողվի, այն կդառնա ժամանակի քվանտային բնույթի ամենաարտասովոր հաստատումներից մեկը և կարևոր քայլ՝ Տիեզերքի հիմնարար օրենքները հասկանալու ճանապարհին: