Vedci spojili nespojiteľné. Zamiešali gravitáciu s kvantovou mechanikou a vytvorili „nový čas“

Všeobecná teória relativity postavená na pilieroch gravitácie a kvantová mechanika patria k najväčším fyzikálnym teóriám popísaným v minulom storočí. Vzájomne sa však vylučujú, sú protichodné, priam si v niektorých veciach až odporujú. Fyzici sa ich márne roky pokúšali spojiť dokopy, no všetky pokusy skončili neúspechom. Až doteraz. A výsledok je poriadne zaujímavý.

Medzinárodný tím fyzikov z univerzít v Queenslande a Viedni tvrdí, že objavil nový druh kvantového času. Informujú o tom v tlačovej správe. Objav má byť výsledkom teoretického experimentu, ktorý prepojil dve protichodné fyzikálne teórie.

Všeobecná teória relativity a kvantová mechanika totiž vnímajú plynutie času veľmi odlišne. Kým Einsteinova relativita popisuje ako prítomnosť masívneho objektu tok času spomaľuje, v kvantovej mechanike existuje stav superpozície a teda existencia objektu v dvoch stavoch súčasne, pre ktoré plynutie času vychádzajúce zo všeobecnej teórie relativity neplatí. Najznámejším príkladom superpozicíe je už zľudovelá Schrödingerova mačka.

Vedci sa v teoretickom experimente, ktorého výsledky následne publikovali vo vedeckom časopise Nature, pokúšali zistiť, ako sa bude čas správať, ak supermasívne teleso, na ktorom svoju teóriu staval Einstein, uvedú do superpozície, z ktorej vychádza kvantová mechanika. Výsledkom je, že v takomto prípade by sa hodinky v blízkosti masívneho telesa v superpozícii správali tak, že ich nemožno popísať klasickým plynutím času. Experiment napovedá, že aj čas by mohol mať svoj kvantový stav, vedci sa s ním však  ešte nestretli.

Pre lepšie pochopenie výskumu ho medzinárodný tím vedcov popisuje na základe myšlienkového experimentu.

Predstavte si dve vesmírne lode, ktorých úlohou je v rovnakom momente na seba vystreliť, zapnúť motory a vyhnúť sa tak zničeniu. Ak by niektorá vystrelila skôr, druhú loď by zničila a vznikol by tak nezvrátiteľný sled udalostí. Ak by sme ale medzi ne umiestnili dostatočne veľký objekt, napríklad planétu, jej gravitačná sila by ovplyvnila plynutie času. Loď, ktorá by bola od planéty ďalej by teda musela vystreliť o čosi skôr, aby druhú loď nezničila. Planéta by totiž rýchlosť strely na svojej dráhe spomalila.

Čo sa však stane, ak tento masívny objekt vedci uvedú do stavu superpozície známy z kvantovej mechaniky? Vedci hovoria o tom, že superpozícia v tomto prípade naruší sled udalostí. Podobne, ako to poznáme pri prípade Schrödingerovej mačky, by sa po manipulácii s planétou v superpozícii mohli do superpozície dostať aj samotné lode. V takomto prípade by sa niektorá loď mohla strele vyhnúť, no súčasne byť aj zničená. Vedci ale prízvukujú, že experiment je len teoretický a nikto ho nikdy nebude môcť skutočne ustkučoniť. Akokoľvek nepredstaviteľne však znie, v reálnom svete by mohol nájsť svoje využitie. 

Nakoľko gravitáciu ignorovať nemožno, spomínaný experiment nie je možné v reálnom svete zopakovať. Neplatí to však v prípade kvantových počítačov, kde možno tieto poznatky zúžitkovať.

V jednoduchosti povedané, kvantové počítače, na ktorých vývoji sa už pracuje, by mohli byť schopné „preskakovať čas“ a v podstate narúšať klasický tok udalostí. Ich výkon a rýchlosť výpočtov by tak bola neporovnateľne vyššia ako v zariadeniach, ktoré používame dnes.

Pozri aj:

Vedcom sa podarilo uskutočniť komplexnú kvantovú teleportáciu. Po prvýkrát v histórii