Физик разработал мини-вселенную для изучения природы времени

Джованни Баронтини, физик из Бирмингемского университета, создал в лаборатории уменьшенную модель Вселенной. С её помощью учёный надеется понять, что такое время и как оно устроено. Об этом сообщает Togliatti24.

На фундаментальном уровне квантовой физики время не всегда движется в одну сторону. Оно может не быть независимой величиной. Согласно второму закону термодинамики, стрела времени связана с ростом беспорядка в системе.

В основе эксперимента — облако из примерно 24 000 атомов рубидия, охлаждённых до миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля. При такой температуре атомы образуют конденсат Бозе — Эйнштейна, который ведёт себя как единая квантовая система.

Исследователь поместил облако в оптическую ловушку и лазерным барьером разделил его на две части. Одна оставалась открытой для наблюдения, другая была скрыта. Атомы проходили между секторами, и между ними происходил обмен энтропией.

Этот обмен позволил измерить внутреннее время без внешних часов. Баронтини пояснил: время растёт, пока идёт обмен энтропией, и останавливается вместе с ним. Последовательность событий задавалась внутренними процессами системы.

Атомы колебались через барьер циклично, напоминая чередование фаз расширения и сжатия условной вселенной. Установка позволяет менять форму ловушки, высоту барьера, плотность атомов и силу взаимодействия между областями. Такая гибкость открывает путь к моделям ранней Вселенной, сжатия космоса и границ чёрных дыр.

По мнению исследователя, управляемые системы из сверххолодных атомов помогут проверить ключевые вопросы квантовой физики и гравитации. Работа может приблизить понимание того, как время возникает внутри квантовых систем. Статья опубликована в журнале Physical Review Research.