دانشمندان ترتیب زمانی کوانتومی جدیدی را تعیین کردند

مجله علمی ایلیاد - یکی از اصول بنیادین مکانیک کوانتوم، ابرموقعیت کوانتومی است که در آن یک ذره می‌تواند به طور همزمان در چند موقعیت قرار داشته باشد. در مقاله‌ای که در مجله‌ی Nature Communications به چاپ رسیده است، «مگدالنا زیچ» و همکارانش نشان داده‌اند که ذرات تنها چیزهایی نیستند که می‌توانند دارای ابرموقعیت باشند، بلکه زمان نیز می‌تواند این حالت را داشته باشد.

دکتر «ایگور پیکوفسکی» از موسسه‌ی استیونز، می‌گوید: «توالی رخدادها می‌تواند تبدیل به مکانیک کوانتوم شود. ما به ترتیب‌های زمانی کوانتومی توجه کرده‌ایم؛ جایی که تمایزی بین رخدادی که باعث بروز دیگر رخدادها می‌شود و یا برعکس، وجود ندارد.» کار این گروه تحقیقاتی در حقیقت از جمله اولین کارهایی است که مشخصات کوانتومی زمان را نشان داده است که در آن جریان زمان به صورت یک بردار مستقیم رو به جلو نیست، بلکه یک رخداد تاثیرگذار می‌تواند در آینده و یا در گذشته وجود داشته باشد.

در عصر پیش‌روی کامپیوترهای کوانتومی، این کار نویدبخش ایجاد پیشرفت‌های خاصی است؛ کامپیوترهای کوانتومی که توالی کوانتومی انجام عملکردها را کشف می‌کنند می‌توانند دستگاه‌هایی که با توالی‌های ثابت کار می‌کنند را شکست دهند. برای نشان دادن این سناریو، فیزیکدانان دو نظریه‌ی متضاد را ادغام کرده‌اند؛ مکانیک کوانتومی و نظریه‌ی نسبیت عام. به این ترتیب آزمایشی را ترتیب داده‌اند که طی آن می‌توان با استفاده از تصورات به بررسی ماهیت اجسام پرداخت.

 

دکتر زیچ اینگونه شرح می‌دهد: «این کشف از آزمایشی به دست آمد که ما برای کنار یکدیگر قرار دادن عناصر دو نظریه‌ی متناقض و بزرگ فیزیک در قرن گذشته تلاش می‌کردیم. در نظریه‌ی ما تلاش بر این است که کشف کنیم چه اتفاقی می‌افتد که یک جسم بسیار بزرگ می‌تواند بر جریان زمانی که در حالت‌های کوانتومی قرار دارد تاثیر بگذارد. دو سفینه‌ی فضایی را تصور کنید و از آن‌ها بخواهید که در یک زمان مشخص به سوی یکدیگر شلیک کنند و سعی کنند از جلوی تیرهای یکدیگر جاخالی دهند. اگر یکی از آن‌ها زودتر شلیک کند، دیگری نابود می‌شود. طبق نظریه‌ی انیشتین، یک دشمن قدرتمند می‌تواند یک جسم بزرگ مانند یک سیاره را در نزدیکی یک سفینه قرار دهد تا به این ترتیب جریان زمان را آن‌جا کندتر کند. به همین دلیل سفینه‌ای که در فاصله‌ی دورتر جسم بزرگ قرار دارد می‌تواند سریع‌تر شلیک کند و دیگری را نابود کند. نظریه‌ی دوم یعنی مکانیک کوانتوم می‌گوید که یک جسم می‌تواند در حالتی از ابرموقعیت وجود داشته باشد. طبق این نظریه اگر دشمن بتواند سیاره را در حالتی از ابرموقعیت قرار دهد، زمان نیز باید با چالش همراه شود.»

دکتر «فابیو کوستا» از دانشگاه کوینزلند، می‌گوید: «این یک راه جدید برای نشان دادن توالی رخدادها است. در این حالت یک رخداد همزمان می‌تواند هم اول رخ داده باشد و هم دوم. اگر چه داشتن ابرموقعیت توسط سیاره هیچ‌وقت امکان‌پذیر نیست، ولی تکنولوژی این امکان را به ما می‌دهد که بتوانیم نحوه‌ی کار زمان در دنیای کوانتومی بدون داشتن گرانش را شبیه‌سازی کنیم.»