Fizikçiler Zamanı Geriye Doğru Çalıştırdılar

 

Bilim adamları bir kuantum sisteminde zamanı tersine çevirdiler ve bir fotonu orijinal durumuna döndürdüler. Sistem böylece bilinmeyen gelişmeleri de tersine çevirebilir. Fizikte süreçler belirli bir zaman yönüne tabiidir. Bir cam yere düşebilir ve kırılabilir, ancak yeniden birleştirilip orijinal yerine geri dönemez. Her kapalı sistemde entropinin arttığı termodinamiğin ikinci yasasına göre böyle bir sürecin veya zamanın geriye doğru işlemesi mümkün değildir.

Kuantum teorisinde, bir sürecin tersine çevrilmesinin de mümkün görünmediği başka kurallar geçerlidir. Kuantum fiziğinin, değişikliklerin sistemlerde yalnızca gözlem yoluyla meydana geldiğini varsayan temel bir ilkesi burada çok önemlidir. Prensip olarak, bu nedenle bir kuantum sisteminde zaman içindeki değişiklikleri gözlemlemek ve süreci tersine çevirmek imkânsızdır.

Kuantum Sisteminde Zamanın Tersine Çevrilmesi

Viyana Üniversitesi'ndeki bilim adamları, zamanı geriye doğru çalıştırırken aynı zamanda bir kuantum sistemini ilk durumuna geri döndürmek için kuantum mekaniği yasalarını kullanmayı başardılar. Optica dergisindeki fizikçilerin açıkladığı gibi, kuantum sisteminin ilk durumunu bilmeleri gerekmiyordu.

Kuantum Sistemleri İçin Geri Sarma Protokolü

Deney, Avusturya Bilimler Akademisi'nin (ÖAW) Kuantum Optik ve Kuantum Bilgisi Enstitüsü'nden (IQOQI) teorik fizikçi Miguel Navascues tarafından tasarlanan sözde geri sarma protokolüne dayanıyor. Basitçe söylemek gerekirse, geri sarma protokolü, sistemin evrimini başka bir evrime bağlayarak bir kuantum sisteminin zaman içindeki değişiklikleri tersine çevirmesine izin verir.

Viyana Üniversitesi'nden fizikçiler ve Philip Walther liderliğindeki IQOOI şimdi deniz gemileri teorisini ilk kez deneysel olarak gerçekleştirdiler. Bir kuantum sistemi olarak, polarizasyonu birkaç kez değişen tek bir foton kullandılar.

Üst üste Binen Fotonun Evrimi

Araştırmacılar deneylerinde fotonun gelişimini başka bir kutuplaşma ile kapladılar. Sonuç olarak, iki süreçten hangisinin önce geldiğini artık bilemezler. Kuantum anahtarının çifte kullanımı, kuantum sisteminde zamanın geriye doğru akmasını ve fotonun başlangıç ​​durumuna dönmesini sağladı. Şaşırtıcı olan, süreci tersine çevirmek için fizikçilerin ışık parçacığının ilk ve son durumunun ne olduğunu ve fotonun zaman içinde nasıl değiştiğini bilmesine gerek olmamasıydı.

Yazarlar, keşiflerini "temelde inanılmaz derecede ilginç" olarak tanımlıyorlar. Ancak teknolojik kullanım durumları olduğuna da inanıyorlar. Örneğin, hataların veya istenmeyen gelişmelerin tersine çevrilebilmesi için bir geri sarma protokolünün bir kuantum işlemciye entegre edilmesi düşünülebilir.