Nova studija u Physical Review Research ispituje modele u kojima gravitacija može pokretati objektivni kolaps kvantne talasne funkcije. Autori zaključuju da bi takvi modeli nametnuli fundamentalnu granicu tačnosti merenja vremena zbog gravitacionih fluktuacija, mada efekat ostaje daleko ispod osetljivosti današnjih atomskih satova. Rad otvara mogućnosti testiranja teorija kvantne gravitacije kroz buduće eksperimente sa ultra-preciznim i "squeezed" atomskim satovima.
Može Li Gravitacija Učiniti Vreme "Mutnim"? Novo Istraživanje Predviđa Granicu Tačnosti
Time Can’t Always Be Measured AccuratelyWong Yu Liang - Getty Images
Kvantna mehanika često se povezuje sa paradoksima i neintuitivnim ponašanjima — među njima i sa principom superpozicije, prema kome čestica može istovremeno biti u više stanja. Skup mogućih stanja opisuje talasna funkcija, koja se pri merenju „uruši“ u jedan konkretan ishod. Međutim, osnovni uzrok tog urušavanja i dalje nije razjašnjen.
Šta predlažu modeli kolapsa?
Neki teorijski pristupi tretiraju urušavanje talasne funkcije kao objektivan, fizički proces. Među najpoznatijim su modeli Ghirardi–Rimini–Weber (GRW), kontinuirana spontana lokalizacija (CSL) i model Diósi–Penrose (DP). Posebno je DP model — koji su krajem 1980-ih predložili Roger Penrose i Lajos Diósi — poznat po ideji da gravitacija može izazivati takav kolaps.
Novo istraživanje i implikacije po vreme
U radu objavljenom u Physical Review Research, istraživači su ozbiljno ispitali posledice pretpostavke da su modeli kolapsa povezani sa gravitacijom. Zaključili su da bi u tom slučaju postojalo fundamentalno ograničenje tačnosti merenja vremena: fluktuacije gravitacionog polja uvode intrinzičnu neizvesnost u protok vremena. Drugim rečima, vreme bi u najdubljem smislu bilo „nepotpuno precizno“.
"Ono što smo uradili bilo je da ozbiljno shvatimo ideju da modeli urušavanja mogu biti povezani s gravitacijom," rekao je Nicola Bortolotti, doktorand u Istraživačkom centru i muzeju Enrico Fermi (CREF) i vodeći autor studije. "I postavili smo veoma konkretno pitanje: Šta to implicira za samo vreme?"
Autori naglašavaju da je ovaj efekt daleko izvan opsega uticaja na naše svakodnevno iskustvo i čak na savremene atomske satove. Današnji najprecizniji atomski satovi mere intervale do oko 19. decimale i nisu dovoljno osetljivi da detektuju pomenute gravitacione fluktuacije. Ipak, postojanje teorijske granice otvara novo polje za testiranje ideja o kvantnoj gravitaciji pomoću ekstremno preciznih merenja.
"Naš rad pokazuje da čak i radikalne ideje o kvantnoj mehanici mogu biti testirane preciznim fizičkim merenjima, i što je umirujuće, merenje vremena ostaje jedan od najstabilnijih stubova moderne fizike," izjavila je Catalina Curceanu, koautorka studije.
Eksperimentalne perspektive
Iako su trenutni eksperimenti nedovoljno osetljivi, naučnici razmatraju napredne metode za pojačavanje osetljivosti atomsko-hodinskih sistema. Među njima su atomski satovi u tzv. "squeezed" (stisnutom) stanju, koji mogu smanjiti kvantne fluktuacije i potencijalno omogućiti posmatranje novih efekata u protoku vremena. Pored toga, teorije ukazuju na interesantne veze sa drugim kvantnim fenomenima, poput ideje "kvantnog paradoksa blizanaca", gde bi vreme moglo biti u superpoziciji i prolaziti istovremeno brže i sporije.
Zaključno, iako rezultati ne prometnu trenutne tehnologije, oni postavljaju jasnu kvantitativnu granicu koju teorije kvantne gravitacije moraju poštovati i pružaju nove ideje za buduće eksperimente sa ultra-preciznim časovnicima.
Pomozite nam da budemo bolji.
