Хоча в житті є багато змінних, є один показник, за яким наше існування строго вимірюється: час.

Ми сприймаємо його як жорсткий, гладкий і односторонній – стріла часу летить прямо, і все, що ми можемо зробити, це йти туди, куди вона веде.

Але що, якщо час є трохи більш гнучким, ніж ми звикли вважати? Що, якщо він приховує свою квантову природу?

У новій статті команда фізиків показала, як оптичні годинники – високоточний тип атомних годинників, що використовує оптичні частоти світла замість мікрохвильових сигналів – можуть бути використані для демонстрації квантової природи часу. Це, в свою чергу, може допомогти нам зрозуміти всю таємничу природу часу.

"Виявляється, є глибші аспекти часу, які ніхто ніколи не відчував і які ніколи не були виміряні", – сказав фізик Ігор Піковський з Університету Стівенса в США.

"Згідно з квантовою теорією, можуть бути випадки, коли час не просто змінюється стабільно з однією швидкістю. Натомість існує 'багато часів у суперпозиції', тобто він проходить з різними швидкостями одночасно.

"Це означає, що на практиці один годинник може фіксувати кілька різних часів, а не лише один, як ми зазвичай звикли. Це ніколи не спостерігалося раніше, але ми показуємо, що це те, що сучасні іонні годинники можуть тепер виявити."

Протягом століть час вважався абсолютним, як визначав його Ісаак Ньютон. Він описував його як універсальну константу, незалежний аспект об'єктивної реальності, який не може бути під впливом зовнішніх факторів.

Потім з'явився Альберт Ейнштейн, який показав, що час є відносним і може рухатися швидше або повільніше в залежності від руху і гравітації.

"Не існує універсального часу, а лише те, що ми називаємо 'власним часом': кожен спостерігач фіксує свій власний час, і він може відрізнятися", – пояснив Піковський.

"Це те, з чим ми працюємо, а саме те, що потік часу змінюється з швидкістю і положенням. 'Парадокс близнюків' є типовим прикладом релятивістського часу згідно з Ейнштейном, де один близнюк здійснює кругосвітню подорож на ракеті, і коли він повертається, він молодший за свого близнюка, який залишився на Землі."

Дослідники пропонують використовувати квантову техніку, відому як "зжаття", яка може підсилити мікроскопічні коливання в системі. У цьому випадку це може підвищити квантову поведінку атомів всередині годинника, роблячи дивні ефекти на час більш помітними.

Цікавий факт

Атомні годинники вже достатньо точні, щоб вимірювати мікроскопічні ефекти релятивності, такі як розширення часу, що робить їх важливими для досліджень у фізиці.