Ученый из Бирмингемского университета продемонстрировал, как восстановить последовательность событий без внешних часов, используя изменения в распределении ультрахолодных атомов.
Физик Джованни Баронтини из Бирмингемского университета разработал экспериментальный подход, позволяющий описывать динамику квантовой системы через ее внутренние процессы. Вместо привычного отсчета времени исследователь использовал изменения состояния облака ультрахолодных атомов. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Research.
Исследование посвящено одной из фундаментальных трудностей квантовой теории гравитации — проблеме времени. В некоторых теоретических моделях, в том числе основанных на уравнении Уилера — ДеВитта, время не выступает в качестве внешнего параметра, который задает ход событий. Это ставит вопрос о том, как наблюдатель, находящийся внутри физической системы, может определить, какие события произошли раньше, а какие позже.
Для проверки идеи ученый использовал конденсат Бозе — Эйнштейна, состоящий примерно из 24 тыс. атомов. Облако удерживалось в изолированной ловушке и разделялось тонким оптическим барьером на две части: доступную для наблюдения и скрытую от него.
Видимая часть конденсата периодически расширялась и сжималась. Подобный цикл позволяет провести аналогию с моделями Вселенной, которая проходит через фазы расширения и последующего сжатия. При этом эксперимент не воспроизводит Большой взрыв и не моделирует реальную эволюцию космоса.
В качестве внутреннего показателя времени Баронтини использовал изменения в распределении атомов и соответствующую им укрупненную оценку энтропии. На основе этих данных исследователь построил модель «энтропийного времени», с помощью которой можно было устанавливать последовательность событий, в том числе во время обратного сжатия облака.
Источник: hi-tech.mail.ru