Физик создал часы без внешнего отсчета времени

Физик Джованни Баронтини из Бирмингемского университета показал, как описывать последовательность событий в квантовой системе через ее внутренние изменения, без обращения к внешним часам. Для этого он использовал облако ультрахолодных атомов.

Как передает Day.Az со ссылкой на Gazeta.ru, работа опубликована в журнале Physical Review Research.

Эксперимент связан с "проблемой времени" в квантовой теории гравитации. В некоторых подходах, включая описание на основе уравнения Уилера - ДеВитта, время не входит в уравнение для Вселенной как привычный внешний параметр. Тогда возникает вопрос, как наблюдатель внутри системы может определить порядок происходящего.

В лаборатории эту идею изучали на конденсате Бозе - Эйнштейна примерно из 24 тысяч атомов. Облако находилось в хорошо изолированной ловушке, а тонкий оптический барьер разделял его на наблюдаемую и ненаблюдаемую части.

Наблюдаемая область проходила повторяющиеся циклы расширения и сжатия. Эти движения позволяют провести ограниченную аналогию с расширяющейся и вновь сжимающейся Вселенной, но не воспроизводят настоящий Большой взрыв или космологическую эволюцию.

Автор построил внутренний отсчет через изменения распределения атомов и связанной с ним укрупненной оценки энтропии. Получившаяся величина - "энтропийное время" - позволяла упорядочивать события, даже когда облако вновь сжималось.

Затем физик записал эффективное уравнение Шредингера, в котором параметром служил этот внутренний отсчет. Такое описание воспроизводило измеренную динамику системы. Тем самым эксперимент дал способ количественно проверять модели, связывающие время с отношениями между частями физической системы.

Результат не означает, что в лаборатории остановили обычное время или доказали его иллюзорность. Измерительная аппаратура продолжала работать в привычном времени, а речь идет о возможности описать наблюдаемую динамику через внутреннюю физическую величину.