از خیال تا واقعیت! آیا ماشین زمان ساخته شده است؟
از خیال تا واقعیت! آیا ماشین زمان ساخته شده است؟
مجله علمی ایلیاد - زمان چیزی است که همیشه تمام می‌شود و ما به‌قدر کافی آن‌را در اختیار نداریم. چرا زمان همیشه در یک جهت حرکت می‌کند؟ آیا می‌توان این جهت را معکوس کرد؟ مطالعه‌ی جدیدی که در مجله‌ی Scientific Reports چاپ شده، بحث مهمی را در این زمینه به‌راه انداخته است. گروهی بین‌المللی از محققین برنامه‌ای روی یک کامپیوتر کوانتومی ساخته‌اند که بتواند زمان را معکوس کند. آزمایش انجام شده بر روی درک ما از محاسبات کوانتومی تأثیرگذار خواهد بود. رویکرد مورد استفاده توسط این گروه، چیز مهم دیگری را نیز آشکار کرد؛ عملیات معکوس کردن زمان آن‌قدر پیچیده است که امکان و احتمال آنکه در طبیعت به‌صورت خودبه‌خودی انجام شود، وجود ندارد.
تکامل سیستم‌های کوانتومی مدیون معادلات شرودینگر است که احتمال وجود یک ذره در یک ناحیه‌ی خاص را به ما می‌دهند. یکی دیگر از قوانین مهم مکانیک کوانتوم، قانون عدم‌قطعیت هایزنبرگ است که عنوان می‌کند مکان و تکانه‌ی حرکتی دقیق یک ذره را نمی‌توان به‌طور دقیق بیان کرد، زیرا ذرات و موج‌ها می‌توانند همزمان مانند یکدیگر رفتار کنند.
دانشمندان قصد داشتند که بفهمند آیا می‌توانند زمان را برای یک ذره برای کسری از ثانیه به‌صورت خودبه‌خودی به عقب برگردانند یا خیر؟ آن‌ها از مدل چوب بیلیاردی که به مثلث حاوی توپ‌های بیلیارد ضربه می‌زند و آن‌ها را به هم می‌ریزد و سپس دوباره آن‌ها را درون مثلث جمع می‌کنند، استفاده کرده‌اند. دانشمندان آزمایشی را ترتیب دادند که طی آن یک الکترون در یک نقطه‌ی مشخص در نظر گرفته می‌شود. در مکانیک کوانتومی دانستن مکان دقیق این نقطه، سخت است. ایده‌ی آزمایش این است که الکترون با بیشترین احتمال در آن نقطه‌ی خاص وجود داشته باشد. این احتمال به مرور زمان کم می‌شود و مکان حضور الکترون گسترده‌تر می‌شود. دانشمندان در مرحله‌ی بعدی عملیات برگشت زمان را انجام دادند تا الکترون به همان نقطه‌ی اولیه برگردد.
طبق محاسبات دانشمندان، احتمال اینکه این عملیات در دنیای واقعی برای یک الکترون رخ دهد وجود دارد، ولی در این حد است که اگر ۱۰ میلیارد الکترون مجزا را در هر ثانیه در طول عمر جهان، یعنی ۱۳.۸ میلیارد سال در نظر بگیریم، شاید یک‌بار این اتفاق رخ دهد. احتمال برگشتن یک حالت کوانتومی یک به ۱۰ میلیارد است. برگرداندن زمان در طبیعت محتمل نیست، ولی در آزمایشگاه شدنی است. گروه محققین این ایده را در یک کامپیوتر کوانتومی محقق کرده‌اند. برنامه‌ی به عقب برگرداندن زمان در کامپیوترهای کوانتومی منجر به ساخت ماشین زمان نخواهد شد، ولی می‌تواند باعث شود در آینده کامپیوترهای کوانتومی دقیق‌تری داشته باشیم.
نوشته: آلفردو کارپینتی
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد