Kvantoví fyzici sa zhodujú, že plynutie času nemusí byť úplne rovnomerné. Opierajú sa o novú štúdiu založenú na kvantových modeloch, ktoré predstavujú nekonvenčné riešenie problému kvantového merania.
Modely kvantového kolapsu naznačujú drobné fluktuácie v čase. Zdroj: FQxI/Gabriel Fitzpatrick
Kvantová mechanika je plná paradoxov a zdanlivých rozporov. Opisuje mikroskopický svet, v ktorom existujú častice v superpozícii stavov. Môžu teda byť na viacerých miestach a v rôznych konfiguráciách súčasne, čo matematicky vyjadrujú vlnové funkcie. To však ostro kontrastuje s našou každodennou skúsenosťou, v ktorej sú objekty buď tu, alebo tam, avšak nikdy nie na oboch miestach naraz.
Keď sa kvantový svet rozhodne
Fyzici tento konflikt kvantovej mechaniky s makroskopickým svetom obvykle riešia tvrdením, že keď sa kvantový systém dostane do kontaktu s meracím prístrojom alebo s pozorovateľom, jeho vlnová funkcia „skolabuje“ do jediného, presne určeného stavu. Teraz však medzinárodný tím fyzikov, podporený inštitútom Foundational Questions Institute (FQxI), ukázal, že netradičné riešenia tohto problému s kvantovým meraním, tzv. modely kvantového kolapsu, majú ďalekosiahle dôsledky pre samotnú povahu času aj pre presnosť hodín. Svoje výsledky, v ktorých navrhujú nový spôsob, ako odlíšiť tieto konkurenčné modely od štandardnej kvantovej teórie, publikovali v časopise Physical Review Research.
Dva modely, jeden hlboký problém
V 80. rokoch minulého storočia začali fyzici skúmať kvantové modely, v ktorých dochádza ku kolapsu vlnovej funkcie spontánne, a to bez ohľadu na to, či je systém meraný alebo pozorovaný. Na rozdiel od tzv. interpretácií kvantovej mechaniky, ktoré sú najmä filozofické a experimentálne nerozoznateľné od štandardnej teórie, modely kvantového kolapsu robia konkrétne predpovede, ktoré sú aspoň v princípe testovateľné.
Štúdiu viedol Nicola Bortolotti z talianskeho Múzea a výskumného centra Enrica Fermiho (Enrico Fermi Museum and Research Center, CREF) v Ríme. Spolu s kolegami sa zamerali na dva rôzne modely kvantového kolapsu. Prvým je Diósiov–Penroseov model, pomenovaný po členoch FQxI Lajosovi Diósim a sirovi Rogerovi Penroseovi, ktorý už dlhšie naznačuje prepojenie medzi gravitáciou a kolapsom vlnovej funkcie. Nová štúdia však po prvý raz ukázala aj kvantitatívnu súvislosť medzi druhým modelom, známym ako kontinuálna spontánna lokalizácia (CSL), a fluktuáciami gravitačného časopriestoru.
Výsledky práce naznačujú, že ak sú modely kvantového kolapsu správne, potom musí samotný čas obsahovať drobnú, ale neoddeliteľnú mieru neistoty. To by znamenalo existenciu fundamentálneho, hoci extrémne malého limitu presnosti hodín. Akési maličké časové kŕče.
O presný čas sa (zatiaľ) báť nemusíme
Našťastie nejde o nič, čo by ovplyvnilo vaše náramkové hodinky a ani tie najpresnejšie atómové hodiny, ktoré dnes existujú alebo ktoré budeme mať v dohľadnej budúcnosti.
„Táto neistota je o mnoho rádov nižšia než čokoľvek, čo dokážeme v súčasnosti merať, takže nemá žiadne praktické dôsledky pre každodenné meranie času,“ vysvetľuje rumunská fyzička Catalina Curceanuová, spoluautorka štúdie, ktorá sa venuje výskumu nízkoenergetickej kvantovej chromodynamiky.
Pozrite si
„Naše výsledky výslovne ukazujú, že moderné technológie merania času týmto efektom vôbec netrpia,“ dodáva na záver ďalší fyzik Kristian Piscicchia.
Pokiaľ sa však niekedy vo vzdialenejšej budúcnosti dostaneme k ešte o mnoho rádov presnejšiemu meraniu času, začne byť toto kvantové „cukanie“ času relevantné.
Zdroje: Space Daily, Bortolotti et al. 2025
(RR)
