实验表明:量子系统中,时间是“不存在”的,因为无法分辨流向

一项新实验表明,在量子系统中,有时很难分辨时间流向的方向。事实证明,有时它可以同时向两个方向流动。

实验表明:量子系统中,时间是“不存在”的,因为无法分辨流向

时间可以同时在两个方向流动

来自布里斯托尔大学、维也纳大学、巴利阿里群岛大学和维也纳量子信息与光学研究所 (IQOQI) 物理学家已经证明,量子系统表现得非常奇怪。在量子系统中,时间的流逝似乎无法确定。

热力学定律预测,更有可能是,一个无序的系统将随着时间的推移而增加,而不是减少,增加秩序是不被禁止的。然而,这种事件发生的概率是微不足道的,这是因为无序的分子比要求得多。

由于这个原因,分散的一些东西比事后收集要容易得多,物理学家称这种无序熵的量度。宇宙中的熵在不断增加,而抵消它需要消耗的能量。

时间是什么,它为什么流动仍然是一个谜。因此,物理学经常假设,时间的流逝只是熵增加的一种量度。它的增加表明了时间流逝的方向,物理学家称之为“时间之箭”。

实验表明:量子系统中,时间是“不存在”的,因为无法分辨流向

时间是什么,它为什么流动仍然是一个谜。


熵的减少有时会发生

科学期刊《通信物理》(Communications Physics)上的一项实验让我们重新思考这些假设。在量子世界里,时间之箭并不一定指向未来。它可以倒退。有时它会卡顿。

在量子世界里,时间可以同时向两个方向流动。然后时间就被挤爆了

布里斯托尔大学量子技术与工程实验室的Giulia Rubino博士是这篇论文的第一作者,他解释说,逆转熵的大幅增加是不可能,以至于可以认为不可能。但如果熵增加一点点,有时可以观察到它会自行减少。

实验表明:量子系统中,时间是“不存在”的,因为无法分辨流向

生活中的低熵状态和高熵状态。

作为日常生活中的一个例子,他给出了从管子里挤出牙膏的例子。如果挤出的牙膏太多,就不可能自己流回牙膏管里。然而,如果仔细按压牙膏管,挤出的牙膏非常少,有时可以看到牙膏会回到牙膏管中。

科学家在量子系统中产生了完全相同的效果,然而,有一个量子问题。

在量子世界中,时间可以阻塞

在量子世界中,粒子可以处于叠加状态,或者同时处于两种状态。物理学家已经成功地使一个粒子系统同时向更高和更低的无序状态进化。换句话说,这个系统的熵同时增加和减少。

时间之箭可以同时指向两个方向。

就好像说的浆糊是同时回到管和出来。因此,在这种情况下,时间之箭是无法确定的。可以说,在这样一个设定的时间里,不是向前,而是磕磕绊绊,然后时间箭头同时指向两个方向。

对于我们的日常经验来看,这似乎有点荒谬。然而,在基本的层面上来说,支配宇宙的法则是量子力学的法则。鲁比诺博士说,这提出了一个问题:为什么在量子系统中,这种时间流逝的叠加现象在自然界中从未被观察到。

实验表明:量子系统中,时间是“不存在”的,因为无法分辨流向

在量子世界里,时间可能没有定义

在量子世界中,我们必须学会以不同的方式感知时间。

虽然我们经常认为时间是一个不断增加的参数,但我们的研究表明,在量子力学的世界里,支配时间通过的法则要复杂得多。也许我们需要重新思考如何在量子物理定律起作用的情况下描述时间,”鲁比诺博士说。

换句话说,这个实验可能证明,在量子世界里,时间可能是很难定义的。另一方面,这个结果也可能表明熵的增加不是时间流逝的原因。

研究人员补充说,这项工作对量子热力学也具有实际意义,这种熵同时增加和减少的系统,可能有助于创造更高效的量子热机和冷却系统。

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页面更新:2024-04-04

标签:量子   维也纳   时间   系统   物理学家   流向   牙膏   方向   状态   两个   世界

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