Ajan suunta kääntyi kvanttikokeissa, sanovat fyysikot. Kuva: @tsarcyanide/MIPT Press Office
Ajan suunta kääntyi kvanttikokeissa, sanovat fyysikot. Kuva: @tsarcyanide/MIPT Press Office

Temppu tehtiin kvanttitietokoneella.

Aikaa ei voi kääntää kulkemaan takaisin menneisyyteen.

Näin sanoo arkijärki ja näin sanoo fysiikka. Nyt kuitenkin viiden fyysikon ryhmä Moskovan yliopistosta, sveitsiläisestä ETH:n teknillisestä yliopistosta ja Yhdysvaltain kansallisesta energiantutkimuslaitoksesta Argonnesta sanoo kääntäneensä ajan suunnan.

Ajan suunnan fysiikassa määrää termodynamiikan toinen pääsääntö. Sen mukaan eristetty järjestelmä muuttuu kohti suurempaan epäjärjestystä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Päinvastainen muutos eli palautuminen takaisin epäjärjestyksestä järjestykseen vaatisi järjestelmän ulkopuolista voimaa.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Tämä termodynamiikan laki selittää, miksi kuulan hajottama biljardipallojen kolmiomuodostelma ei itsestään palaudu takaisin kolmioksi, veteen liuennut tee ei vetäydy takaisin teepussiin tai tulivuoren purkaus peruuta takaisin maan uumeniin.

Tällaisia tapahtumia emme näe, koska ne vaatisivat eristetyn järjestelmän palautumista takaisin järjestyneeseen tilaan ilman ulkopuolista asioihin puuttumista. Siksi näemme niitä vain takaperin esitetyissä filminpätkissä.

Fyysikkoryhmä halusi selvittää, onnistuisivatko he tekemään hiukkasilla jotain, mikä vastaisi sitä, että hajalleen sinkoutuneet biljardipallot keräytyisivät takaisin kolmioksi.

He keskittivät huomionsa yksittäiseen elektronihiukkaseen. Kvanttimekaniikan mukaan emme voi paikantaa elektronin sijaintia täsmällisesti.

”Voimme hahmottaa pienen alueen, jonne elektroni on sijoittunut”, selittää tiedotteessa fyysikko Andrei Lebedev Moskovan yliopistosta ja ETH:sta.

Hiukkasen liikkeitä kuvataan kvanttimekaniikassa niin sanotulla Schrödingerin yhtälöllä. Sen mukaan elektronin sijaintipaikan epävarmuus kasvaa hyvin nopeasti.

Tätä sijainnin lisääntyvää epävarmuutta vastaa biljardipöydän mittakaavassa pallojen hajaantuminen.

Schrödingerin yhtälössä muutoksen suunta on kuitenkin käännettävissä. Toisin sanoen elektronin hajaantunut sijainti on mahdollista palauttaa takaisin edeltävään tilaansa.

Palautumista ei ole havaittu luonnossa, mutta se on teoreettisesti mahdollinen. Nyt fyysikkoryhmä laski ilmiön esiintymisen todennäköisyyden.

Tapahtuma on huimaavan epätodennäköinen. Tiedotteessa sitä kuvataan näin: jos käyttäisi koko maailmankaikkeuden ajan tarkkailemalla kymmentä miljardia elektronia joka sekunti, hiukkasen palautuminen edelliseen tilaansa tapahtuisi vain kerran.

Suuremman tason ilmiöissä kuten teekupissa tai biljardipöydällä pelissä on suunnaton määrä elektroneja, joten ei ihme, että takaperoista tapahtumista ei nähdä.

Vaikka luonto ei peruuta, kvanttitietokoneella tutkijat onnistuivat siinä.

He tarkastelivat kvanttitietokoneen kubittien tilaa. Kubitit vastaavat tavallisen tietokoneen bittejä mutta niin sanotun superposition ansiosta ne ovat kahdessa eri tilassa yhtä aikaa.

Kun kvanttitietokone toimii, kubitin epäjärjestys kasvaa ja sen tilasta tulee yhä monimutkaisempi. Tämä vastaa fyysikkojen mukaan sitä, että elektronin sijainti hajaantuu.

Peruutus saadaan aikaan tietyllä ohjelmalla. Se muuttaa kvanttitietokoneen tilaa niin, että kubitti kehittyy takaisin kaoottisesta tilasta alkuperäiseen tilaansa.

Paluun käynnistävä tietokoneohjelma on kuin tarkoin suunniteltu potku biljardipöytään, niin että pallot kierivät takaisin kolmion muotoon.

Kahden kubitin tietokoneessa peruutus alkutilaan onnistui 85 prosentissa tapauksista. Kun kubitteja oli kolme, virheet lisääntyivät ja onnistumisprosentti laski 50:een.

Tutkijoiden mukaan virheet johtuvat kvanttitietokoneen epätäydellisyydestä. Koneiden parantuessa peruuttaminenkin tarkentuu.

Tutkijat uskovat, että heidän peruutusohjelmansa voi auttaa tekemään kvanttitietokoneista tarkempia.

Tutkimuksen julkaisi Scientific Reports.

Eusa
Seuraa 
Viestejä17656

Mölyä tyhjästä. Tällainen uutisointi kertoo tieteen sairastumisesta sensaatiotautiin. Tässäkin esimerkissä tieteellisestä uutisarvosta lähes kaikki pohjautuu keinotekoiseen asetelmaan "tehdään mahdottomasta mahdollista". Varsin noloa.

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

Goswell
Seuraa 
Viestejä13863

Miten voi kääntää jonkun suunnan jota ei ole. Voidaan palauttaa alkutila, ajansuunnan kääntämisen kanssa sillä ei ole yhtään mitään tekemistä.

Minun mielestä noin.

Sisältö jatkuu mainoksen alla