Az idő megbicsaklik: apró hibát találtak a valóság szövetén

A kvantummechanika világa tele van meglepő, néha meghökkentő elméletekkel. Az egészen parányi részecskék nem viselkednek úgy, mint a hétköznapi tárgyak: egyszerre több állapotban lehetnek jelen, amit szuperpozíciónak nevezünk. Ezt a fizikusok úgynevezett hullámfüggvénnyel írják le, ám ez nem illeszkedik a tapasztalatunkhoz, miszerint az objektumok csak egyféleképpen jelennek meg. Általában, amikor egy kvantumrendszert megmérünk, a lehetséges állapotok közül csak egy valósul meg — ezt nevezzük a hullámfüggvény összeomlásának.

A spontán összeomlás és az ellenőrizhető kvantumelméletek

A nyolcvanas években születtek olyan elméletek, amelyek szerint ez az összeomlás önmagától, megfigyelő nélkül következik be. Ezek az elképzelések — más néven kollapszusmodellek — nemcsak alternatív gondolatok, hanem önálló jóslatokat is adnak, amelyek elvben kísérletileg is vizsgálhatók. Egy nemzetközi kutatócsoport most két vezető modellt vizsgált közelebbről. Az egyik a Diósi–Penrose-modell, amely a gravitációhoz köti a hullámfüggvény összeomlását. A másik a folytonos spontán lokalizáció (CSL-modell). A mostani kutatás kimutatta, hogy ez utóbbi szigorú fizikai összefüggésben van a gravitáció okozta téridő-ingadozásokkal.

Időbeli bizonytalanság és az órák pontosságának határai

Az elemzésekből kiderült: ha ezek a modellek helyesek, az idő sosem lehet tökéletesen pontos. Az időben mindig lesz egy szinte felfoghatatlanul apró bizonytalanság. Ennek köszönhetően minden óra pontosságának létezik egy abszolút határa. Mindez a mai technikát egyáltalán nem befolyásolja: még a legfejlettebb atomórák sem tudják érzékelni ezt az eltérést, hiszen a hiba nagyságrendekkel kisebb annál, amit ma mérni tudunk.

A kvantummechanika, a gravitáció és az idő

A fizikusok hosszú ideje dolgoznak azon, hogy összeegyeztessék a kvantummechanikát a gravitációval. Előbbi a részecskék világát, utóbbi az univerzum nagy léptékű szerkezetét írja le — mégis, teljesen eltérően viszonyulnak az időhöz. A kvantummechanika az időt külső, klasszikus paraméterként kezeli, amelyet a vizsgált rendszer nem befolyásol. A relativitáselmélet szerint viszont az idő maga is változhat a tömeg és az energia hatására.

A friss kutatás hidat építhet a kvantumjelenségek, a gravitáció és az idő múlása között, és azt sugallja: a legextrémebb elméletek is ütköztethetők a modern fizika kíméletlen pontosságával — az időmérés továbbra is a legstabilabb mércénk marad.

2026, adminboss, www.sciencedaily.com alapján