Свет двигается одновременно вперед и назад во времени

11.02.2023

Разделив фотон с помощью специального оптического кристалла, две независимые группы физиков добились того, что они называют квантовым переворотом времени, при котором фотон существует как в прямом, так и обратном временном состоянии.

Эффект возникает вследствие схождения двух странных принципов квантовой механики, противоречащих некоторым правилам. Первый принцип, квантовая суперпозиция, позволяет крошечным частицам существовать в разных состояниях или разных версиях самих себя одновременно, пока их не наблюдают. Второй принцип - симметрия заряда, четности и обращения времени (CPT) - утверждает, что любая система, содержащая частицы, будет подчиняться тем же физическим законам, даже если заряды частиц, пространственные координаты и движения во времени перевернуты, как в зеркале.

Соединив эти два принципа, физики создали фотон, который, казалось, одновременно двигался вдоль и поперек стрелы времени.

"Концепция стрелы времени дает слово кажущейся однонаправленности времени, которую мы наблюдаем в макроскопическом мире, в котором мы живем. На самом деле это противоречит многим фундаментальным законам физики, которые в общем-то симметричны во времени и поэтому не имеют лучшего направления времени", - отметил Теодор Стремберг, физик из Венского университета.

Ученые создали свой фотон с перевернутым временем из интеллектуального любопытства, но дальнейшие эксперименты показали, что время может быть соединено с обратными логическими вентилями, чтобы обеспечить одновременные вычисления в любом направлении, открывая тем самым путь для квантовых процессоров с значительно повышенной вычислительной мощностью.

По словам ученых, будущая теория квантовой гравитации, объединяющая общую теорию относительности и квантовую механику, должна включать частицы со смешанной временной ориентацией, как в этом эксперименте, и может позволить исследователям заглянуть в некоторые из самых загадочных явлений во Вселенной.

<< Назад: Эффективный способ добычи водорода из морской воды 11.02.2023

>> Вперед: Взрослые и дети воспринимают время по-разному 10.02.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Кратковременное голодание и работа мозга 25.11.2025 На фоне роста популярности интервального голодания многие опасаются, что отказ от еды на несколько часов может обернуться снижением концентрации, ухудшением памяти и общим "затуманиванием" сознания. Однако современные исследования позволяют иначе взглянуть на эту тему. Научный обзор, включивший свыше семидесяти независимых экспериментов и более 3,5 тысячи участников, показал: здоровые взрослые, которые не ели от десяти до двенадцати часов, выполняли когнитивные тесты так же качественно, как и те, кто принимал пищу перед испытанием. Память, скорость реакции, логическое мышление и внимание оставались на прежнем уровне, что опровергает распространенный бытовой миф. Доктор Дэвид Моро, профессор психологии из Университета Окленда в Новой Зеландии, подчеркивает, что представления о "головной туманности" во время голода часто оказываются преувеличенными. Он отмечает, что люди склонны связывать чувство голода с низкой энергией, раздражительностью и невозможностью сосредоточиться, хотя человеческий мозг гораздо более устойчив, чем кажется. Интересно, что исследователи ожидали хотя бы минимального ухудшения результатов, но наблюдали противоположное: кратковременное голодание само по себе не снижает умственную работоспособность. Лишь после более длительных периодов без пищи, превышающих двенадцать часов, фиксировалось легкое падение когнитивной активности. В анализируемых экспериментах участники проходили стандартные проверочные задания на запоминание, а также тесты, оценивающие быстроту реакции и качество принятия решений. Несмотря на изменение привычного режима питания, серьезных различий между группами обнаружено не было. При этом важную роль играло содержание самих заданий: когда в них упоминалась еда, внимание голодающих участников ослабевало, и они хуже справлялись с такими стимулами. В ситуациях, не связанных с пищей, показатели оставались стабильными. Психологи также обращают внимание, что голод может сильнее отражаться на эмоциональном фоне, чем на интеллектуальных функциях. Клинический психолог Сера Лавелл из Нью-Йорка отмечает, что у некоторых людей чувство голода вызывает раздражительность, перепады настроения и навязчивые мысли о еде. Профессор Шарлотта Марки из Ратгерского университета напоминает о феномене "hangry", когда смесь голода и злости действительно снижает способность к концентрации, хотя не влияет напрямую на когнитивные механизмы. С физиологической точки зрения, во время коротких периодов голодания организм переходит в состояние легкого кетоза: истощение запасов гликогена приводит к активному использованию жиров, а образующиеся кетоны становятся источником энергии для мозга. По словам Дэвида Моро, эти соединения могут способствовать восстановлению клеток, влиять на гормональный баланс и даже быть связаны с механизмами долголетия.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025