• Facebook Dialectica
  • DialecticaTV
  • DialecticaTwitter
  • Black Instagram Icon

©2020 by Dialectica. Powerful independent news & knowledge website. Created & designed by Kronsavier

  • Mohan D. Aurelian

Fizică: Un nou experiment inversează „săgeata timpului”


A fost construit pentru prima dată un sistem care, prin intermediul condițiilor sale inițiale de existență, conduce la inversarea „săgeții timpului.”

Conceptul de „săgeată a timpului” [engleză, arrow of time] a fost propus de către astronomul Sir Arthur Stanley Eddington, în anul 1927, desemnând asimetria temporală a universului macroscopic. Cu alte cuvinte, [mai multe detalii aici] spre deosebire de procesele fizice ce au loc la nivel microscopic [dominate de simetrie temporală: dacă direcția timpului ar fi să se inverseze, elmentele teoretice care le descriu principalele caracteristici nu s-ar modifica], la nivel macroscopic, timpul are o direcție „de scurgere” (termen impropriu, inacceptabil pentru un fizician).

Marea necunoscută în toată această „dinamică temporală” este reprezentată de motivul pentru care săgeata timpului este îndreptată într-o anumită direcție și nu în cea opusă. Un posibil răspuns este oferit de legea a doua a termodinamicii ce stipulează că, într-un sistem închis, entropia (nivelul de dezordine) crește neîncetat. Id est, universul acționează pentru a uniformiza distribuția de energie și materie; fără săgeata timpului, universul nu ar exista. [Sursa 1].

Efectele săgeții timpului pot fi observate în fiecare zi: ceașca fierbinte de cafea îți încălzește palmele (și nu invers), ouăle pregătite pentru omletă nu revin la forma inițială etc. [Sursa 2].

De mare importanță în acest mecanism al săgeții timpului sunt condițiile inițiale ale universului. La început, universul avea o entropie relativ scăzută pentru un sistem dominat de gravitație [low-state entropy, Sursa 2]. Cu trecerea timpului, entropia a crescut gradual, fapt ce a determinat apariția săgeții timpului. Dacă așa stau lucrurile, înseamnă că - cel puțin teoretic - se poate construi un sistem în care condițiile inițiale determină o altă direcție de scurgere a timpului.

Kaonan Micadei împreună cu echipa sa au reușit să construiască un asemenea sistem [Sursa 3]. Experimentul lor a fost un succes, în sistemul creat putându-se observa cum un obiect rece „încălzea” alt obiect, mai cald [Sursa 2]. Noul sistem construit este o combinație de cloroform dizolvat în acetonă.

Acesta este un mediu excelent pentru experimente de mecanică cuantică, întrucât fizicienii pot manipula spinul nucleului de carbon și hidrogen utilizând tehnica rezonanței magnetice nucleare. După ce se realizează alinierea nucleilor cu ajutorul unui câmp magnetic, prin pulsuri de unde radio se poate inversa spinul acestora, ajungându-se astfel la inseparabilitate cuantică [engleză, quantum entanglement].

Acest fenomen al inseparabilității cuantice a fost utilizat pentru a se genera setul unic de condiții inițiale care permite inversarea săgeții timpului. De asemenea, nucleii de hidrogen și carbon se află în contact termic, iar echipa de cercetători poate să modifice temperatura lor prin rezonanța magnetică. În mod normal, transferul termic se realizează de la obiectul mai cald, la cel mai puțin cald; însă în acest nou sistem, cercetătorii au observat fenomenul opus. Totul se datorează inseparabilității cuantice care impune limite suplimentare asupra modului în care particulele se comportă: este ca motor care inversează direcția în care se propagă căldura - de la rece la cald.

Experimentul are implicații multiple asupra modului în care percepem timpul și relația sa cu entropia și fenomenul inseparabilității cuantice. Exempli gratia, se deschide un „nou drum” pentru cercetarea cauzelor care au generat condițiile inițiale ale universului.

Rezultatele echipei de cercetători pot fi utilizate la construirea unor aparate care se bazează pe acest nou tip de sistem.

Bibliografie:

Sursa 1

The Royal Institute, Entropy and the Arrow of Time [Online] Disponibil la: https://www.youtube.com/watch?v=L46SwgDT9To [Accesat la 30.12.2017]

Sursa 2

MIT Technology Review, Physicists Demonstrate How to Reverse of the Arrow of Time [Online] Disponibil la: https://www.technologyreview.com/s/609788/physicists-demonstrate-how-to-reverse-of-the-arrow-of-time/ [Accesat la 30.12.2017]

Sursa 3

Cornell University, Reversing the thermodynamic arrow of time using quantum correlations [Online] Disponibil la: https://arxiv.org/abs/1711.03323 [Accesat la 30.12.2017]

#Cunoastere #Stiinta #Fizica #Timp #Stiri

94 afișare