O echipă de cercetători de la Laboratorul Național Los Alamos din Statele Unite anunță un rezultat care pare desprins din literatura science-fiction: modificarea direcției aparente a timpului într-un sistem cuantic. Deși formularea poate sugera ideea unei călătorii în timp, oamenii de știință avertizează că nu este vorba despre întoarcerea trecutului sau despre schimbarea evenimentelor deja produse, ci despre controlul comportamentului unor sisteme microscopice aflate sub regulile mecanicii cuantice.
Studiul, publicat în revista științifică Physical Review X, descrie o metodă prin care cercetătorii pot altera ceea ce fizicienii numesc „săgeata timpului” – conceptul care explică de ce timpul pare să se deplaseze într-o singură direcție: din trecut spre viitor.
În lumea de zi cu zi, experiența umană sugerează că timpul este ireversibil. Un pahar spart nu se reconstruiește spontan, iar procesele naturale tind să evolueze către o stare mai dezordonată. Acest fenomen este asociat cu creșterea entropiei, unul dintre principiile fundamentale ale termodinamicii.
La scară cuantică, însă, situația devine mai complexă. Numeroase ecuații fundamentale ale fizicii funcționează aproape identic indiferent dacă timpul este calculat înainte sau înapoi. Problema apare atunci când un sistem cuantic este observat sau măsurat. Spre deosebire de lumea clasică, simpla măsurare a unui sistem cuantic îi poate modifica starea, introducând un sens aparent al timpului.
Cercetătorii americani au dezvoltat un mecanism de control bazat pe măsurători și reacții automate de tip „feedback”, capabil să compenseze sau chiar să supracompenseze perturbările produse de observație. Astfel, anumite procese cuantice pot fi făcute să se comporte ca și cum s-ar desfășura invers față de direcția obișnuită a timpului.
Luis Pedro García-Pintos, fizician în cadrul Los Alamos și unul dintre autorii studiului, explică faptul că legile fundamentale ale naturii permit, la nivel microscopic, atât evoluția înainte, cât și înapoi în timp. Cercetarea actuală încearcă să exploateze această proprietate pentru a controla mai eficient sistemele cuantice.
Pe lângă implicațiile teoretice, studiul are și un posibil impact tehnologic. Echipa susține că metoda ar putea deschide noi direcții pentru dezvoltarea calculatoarelor cuantice și a unor sisteme avansate de stocare a energiei.
Una dintre cele mai interesante aplicații propuse este un așa-numit „motor cuantic bazat pe măsurători”. În mod obișnuit, măsurarea este considerată o operațiune de observare. În acest nou cadru teoretic, măsurarea poate deveni și o resursă energetică. Cercetătorii afirmă că energia asociată procesului de măsurare ar putea fi captată și folosită pentru a alimenta alte procese cuantice sau pentru încărcarea unor viitoare baterii cuantice.
Lucrarea se inspiră și din celebrul experiment mental cunoscut sub numele de „demonul lui Maxwell”, propus în secolul al XIX-lea. În acel scenariu teoretic, un observator imaginar părea să încalce a doua lege a termodinamicii prin manipularea informației. În cercetarea actuală, oamenii de știință folosesc un principiu asemănător: informația obținută din sistem este utilizată pentru a genera comportamente neobișnuite.
Totuși, comunitatea științifică tratează cu precauție titlurile spectaculoase despre „inversarea timpului”. Descoperirea nu demonstrează posibilitatea călătoriilor temporale și nu modifică înțelegerea fundamentală a realității cotidiene. Ea arată însă că, în lumea cuantică, noțiuni considerate intuitive la scară umană pot funcționa diferit.
Rezultatele reprezintă în primul rând un progres în controlul fenomenelor cuantice și ar putea deveni relevante într-un viitor în care tehnologiile cuantice vor avea aplicații practice din ce în ce mai extinse.
