Исследователи из Технологического института Стивенса, Университета штата Колорадо и Национального института стандартов и технологий представили теорию, которая по-новому смотрит на природу времени. Согласно работе, опубликованной в Physical Review Letters, течение времени может подчиняться законам квантовой механики. В обычной жизни время кажется однозначным: секунды идут в одном темпе, часы показывают конкретный результат. Но теория относительности Albert Einstein давно показала, что скорость течения времени зависит от движения и гравитации. Чем быстрее движется объект или чем сильнее гравитация, тем иначе для него течет время.
Новая работа добавляет к этому квантовый уровень. Если объект может находиться сразу в нескольких состояниях одновременно, как это допускает квантовая механика, то и его «личное время» тоже может оказаться в суперпозиции. Иначе говоря, часы могут одновременно немного спешить и немного отставать. Это звучит парадоксально, но идея логически продолжает известные квантовые принципы. Если в мысленном эксперименте кот Шрёдингера одновременно жив и мертв, то в новой трактовке часы могут одновременно показывать разные варианты течения времени.
Проверить такие эффекты раньше было почти невозможно. Теперь ученые рассчитывают на новое поколение сверхточных атомных часов. Современные системы настолько чувствительны, что способны фиксировать крошечные различия во времени, вызванные даже микроскопическими колебаниями. В теории исследователи предлагают использовать охлажденные почти до абсолютного нуля ионы, например алюминия и иттербия, а затем управлять их состояниями лазерами. В таких условиях могут проявиться эффекты, где одно и то же устройство одновременно измеряет разные варианты собственного хода времени.
Если эксперимент подтвердит расчеты, это станет важным шагом к объединению квантовой механики и теории относительности — двух фундаментальных теорий, которые до сих пор плохо сочетаются между собой. Проще говоря, речь не о «машине времени», а о гораздо более глубоком вопросе: что вообще такое время, если смотреть на него на уровне квантового мира.
