به گزارش همشهری آنلاین و به نقل از ساینس الرت، برای اغلب ما درک گذر زمان تنها در یک جهت، اجتناب‌ناپذیر است، اما برای دانشمندان فیزیک کوانتوم نظری، جهت زمان چندان هم انعطاف‌ناپذیر نیست. مدل‌سازی، شبیه‌سازی و مشاهده جریان معکوس زمان به روش‌هایی که در دنیای واقعی غیرممکن است، امکان‌پذیر است.
اخیرا دانشمندان نشان داده‌اند که شبیه‌سازی‌های سفر در زمان به عقب، می‌تواند به حل مسائلی در فیزیک کمک کند که با فیزیک معمولی قابل حل نیستند. محققان به رهبری دیوید آرویدسون-شوکور، فیزیکدان از دانشگاه کمبریج، تیمی از فیزیکدانان آزمایشی انجام داده‌اند که در آن حالت ورودی را می‌توان با شبیه‌سازی یک حلقه زمان به عقب تغییر داد. این کار به آن‌ها اجازه می‌دهد پارامترها را پس از تنظیم قبلی، تغییر دهند.
البته این لوپ‌ها یا حلقه‌ها کاملا فرضی هستند، اما می‌توان آن‌ها را با استفاده از مدارهای تله‌پورت کوانتومی ایجادشده با ذرات درهم‌تنیده، به منظور حل ریاضی مسائل، شبیه‌سازی کرد.
آرویدسون-شوکور توضیح می‌دهد: «تصور کنید که می‌خواهید برای کسی هدیه‌ای بفرستید: باید آن را در روز اول ارسال کنید، تا مطمئن شوید که در روز سوم به مقصد می‌رسد. حالا فرض کنید که شما لیست هدایای مورد علاقه شخص موردنظر را در روز دوم دریافت می‌کنید. در سناریویی که مطابق زمان‌بندی معمولی پیش می‌رود، غیرممکن است که در روز اول، بدانید که چه هدیه‌ای باید بفرستید. حالا فرض کنید که بتوانید چیزی را که روز اول ارسال کرده‌اید، مطابق با لیست هدیه‌هایی که روز دوم دریافت می‌کنید، تغییر دهید.»
بیشتر بخوانید:
او ادامه می‌دهد: «شبیه‌سازی ما از دستکاری درهم‌تنیدگی کوانتومی استفاده می‌کند تا نشان دهد چگونه می‌توانید به شکل عطف به ماسبق، اقدامات قبلی خود را تغییر دهید تا مطمئن شوید که نتیجه نهایی همان چیزی است که می‌خواهید.»
درهم‌تنیدگی کوانتومی حالتی است که در آن خواص دو ذره قبل از اندازه‌گیری به هم مرتبط می‌شوند. اندازه‌گیری خواص یک ذره بلافاصله وضعیت ذره دیگر را هم، صرف نظر از اینکه چقدر از هم فاصله دارند، مشخص می‌کند.
دانشمندان حتی توانسته‌اند بر خواص یک ذره تاثیر بگذارند و تغییرات هم‌زمان در ذره دیگر را، که در فاصله‌ای قابل توجه قرار دارد، مشاهده کنند. این تله‌پورت کوانتومی است. این تیم از ذرات درهم‌تنیده کوانتومی نه تنها برای انتقال اطلاعات از طریق فضای فیزیکی، بلکه از طریق حرکت در زمان به عقب نیز استفاده می‌کند.
نیکول یونگر هالپرن، فیزیکدان موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) و دانشگاه مریلند می‌گوید: «در پروپوزال ما، آزمایشگر دو ذره را در هم می‌پیچد، سپس اولین ذره برای استفاده در یک آزمایش استفاده می‌شود. سپس با به دست آوردن اطلاعات جدید، آزمایشگر ذره دوم را دستکاری می‌کند تا به طور موثر حالت گذشته ذره اول را تغییر دهد و به این طریق، نتیجه آزمایش را تغییر دهد.»
ماهیت این لوپ یا حلقه بسته در زمان از آن نوع نیست که به کسی اجازه دهد به عقب برگردد و پدربزرگ خود را به طور متناقضی بکشد، بلکه با تکیه بر یک شرط احتمالی به نام «postselection»، اقدامات مبتنی بر رویدادهای تعیین‌شده را محدود می‌کند.
تیم تحقیقاتی البته نتیجه نمی‌گیرد که چنین حلقه‌هایی وجود دارد. آن‌ها می‌گویند نظریه کوانتومی امکان شبیه‌سازی این حلقه‌ها را فراهم می‌کند و درهم‌تنیدگی می‌تواند از آن‌ها بهره‌برداری کند. محاسبات آن‌ها نشان می‌دهد که حلقه زمان تنها در ۲۵ درصد مواقع می‌تواند با موفقیت به کار گرفته شود، بنابراین در یک آزمایش واقعی، قابل آزمودن است.
این آزمایش هنوز انجام نشده، اما می‌توان آن را در مقیاس بزرگ با درهم‌تنیدگی تعداد زیادی فوتون - کوانتاهای نور - و استفاده از شبیه‌سازی‌های سفر در زمان برای تغییر حالت‌های آن‌ها پس از فرستادنشان به سمت دوربین ویژه، با فیلتری که فقط برای شناسایی فوتون‌ها با اطلاعات به‌روزشده طراحی شده، انجام داد. تشخیص فوتون‌ها به این معنی است که شبیه‌سازی کار کرده است.
آرویدسون-شوکور می‌گوید: «این که ما برای انجام آزمایش خود نیاز به استفاده از فیلتر داریم، در واقع بسیار اطمینان‌بخش است. اگر شبیه‌سازی سفر در زمان ما هر بار کار کند، جهان بسیار عجیب خواهد بود. نسبیت و همه نظریه‌هایی که درک ما از جهان را شکل می‌دهند، دیگر به کار نخواهد آمد.»
او ادامه می‌دهد: «کار ما، ساختن ماشینی برای سفر در زمان نیست، بلکه عمیق‌شدن در مبانی مکانیک کوانتومی است. این شبیه‌سازی‌ها به شما اجازه نمی‌دهد که به گذشته برگردید و گذشته خود را تغییر دهید، اما به شما اجازه می‌دهد تا با رفع مشکلات دیروز، امروزی بهتر بسازید.»
این تحقیق در «Physical Review Letters» منتشر شده است.