Uklare tider i en kvanteverden

Når man måler tid, vi antager normalt, at ure ikke påvirker rum og tid, og den tid kan måles med uendelig nøjagtighed på nærliggende punkter i rummet. Imidlertid, ved at kombinere kvantemekanik og Einsteins teori om generel relativitetsteoretiske fysikere fra Wien -universitetet og det østrigske videnskabsakademi har vist en grundlæggende begrænsning for vores evne til at måle tid. Jo mere præcist et givet ur er, jo mere det "slører" tidsstrømmen målt ved naboure. Som en konsekvens, den tid, som urene viser, er ikke længere veldefineret. Resultaterne er offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences i Amerikas Forenede Stater (PNAS).

I hverdagen er vi vant til tanken om, at egenskaber ved et objekt kan kendes med en vilkårlig præcision. Imidlertid, i kvantemekanik, en af ​​de store teorier i moderne fysik, Heisenbergs usikkerhedsprincip fastsætter en grundlæggende grænse for den præcision, hvormed par fysiske egenskaber kan kendes, såsom energi og tid på et ur.

Jo mere præcist uret er, jo større er usikkerheden i dens energi. Et vilkårligt præcist ur ville derfor have en ubegrænset usikkerhed i sin energi. Dette bliver vigtigt, når Einsteins generelle relativitetsteori indgår, den anden centrale teori i fysik, ind i billedet. Generel relativitet forudsiger, at tidsstrømmen ændres af tilstedeværelsen af ​​masser eller energikilder. Denne effekt, kendt som "tyngdekraftsudvidelse", får tiden til at løbe langsommere nær et objekt med stor energi, sammenlignet med den situation, hvor objektet har en mindre energi.

At sætte stykkerne sammen

Ved at kombinere disse principper fra kvantemekanik og generel relativitet, forskergruppen ledet af? aslav Brukner fra Wien Universitet og Institute of Quantum Optics and Quantum Information viste en ny effekt i samspillet mellem de to grundlæggende teorier. Ifølge kvantemekanik, hvis vi har et meget præcist ur, er dens energisikkerhed meget stor. På grund af generel relativitet, jo større dens energiusikkerhed jo større usikkerhed i tidens strøm i urets nabolag. At sætte stykkerne sammen, forskerne viste, at ure placeret ved siden af ​​hinanden nødvendigvis forstyrrer hinanden, resulterer til sidst i et "sløret" tidsforløb. Denne begrænsning i vores evne til at måle tid er universel, i den forstand, at det er uafhængigt af den underliggende mekanisme på ure eller det materiale, de er fremstillet af. "Vores fund tyder på, at vi er nødt til at genoverveje vores ideer om tidens natur, når både kvantemekanik og generel relativitet tages i betragtning", siger Esteban Castro, hovedforfatteren af ​​publikationen.