دانشمندان موفق به معکوس کردن زمان شدند!

فرارو: دانشمندان با استفاده از «کلید کوانتومی» توانسته‌اند فوتون‌ها را به وضعیت گذشته‌شان بازگردانند یا در زمان تکاملی به جلو ببرند.

پژوهشگران  موفق شده‌اند در مقیاس کوانتومی، روشی برای معکوس یا شتاب‌دادن به جریان زمان پیدا کنند؛ کشفی که می‌تواند آینده پردازش کوانتومی و اصلاح خطاها را متحول کند.

به نقل از پاپولر  مکانیکس، در جهان زیراتمی فیزیک کوانتومی، قوانینی حاکم است که فراتر از درک ما از دنیای مادی روزمره عمل می‌کند. در این قلمرو، پدیده‌هایی مانند «برهم‌نهی» (superposition)، «درهم‌تنیدگی» (entanglement) و حتی «تله‌پورت» نه تنها ممکن، بلکه بخشی از ویژگی‌های طبیعی این فضا به شمار می‌آیند. اکنون گروهی از دانشمندان آکادمی علوم اتریش (ÖAW) و دانشگاه وین، نوعی «سفر در زمان» را نیز به این فهرست افزوده‌اند.

این پژوهشگران در مجموعه‌ای از مقالات منتشرشده در پایگاه‌های علمی و نشریات تخصصی  به بررسی امکان «تسریع»، «کاهش سرعت» و حتی «معکوس کردن» جریان زمان در یک سامانه کوانتومی پرداخته‌اند. میگل ناواسکوس از آکادمی علوم اتریش و فیلیپ والتر از دانشگاه وین جزو نویسندگان اصلی این تحقیقات هستند. ناواسکوس برای توضیح این پدیده، آن را به تجربه تماشای فیلم تشبیه می‌کند: «در سینما [معادل فیزیک کلاسیک] فیلم از ابتدا تا انتها، بدون توجه به خواسته تماشاگر، پخش می‌شود. اما در خانه [دنیای کوانتوم] ما کنترل از راه دور داریم؛ می‌توانیم صحنه‌ای را به عقب برگردانیم یا چند سکانس را جلو بزنیم.»

دستاورد آن‌ها با «تکامل» یک فوتون منفرد در حین عبور از یک کریستال به دست آمد. با استفاده از ابزاری آزمایشی به نام «کلید کوانتومی» (quantum switch)، فوتون نور به وضعیت قبلی خود بازمی‌گردد، گویی که هرگز سفر خود را آغاز نکرده است. این بیشتر به معنای بازگرداندن یا تغییر وضعیت ذرات کوانتومی است تا آنچه در داستان‌های علمی‌تخیلی به سبک «بازگشت به آینده» می‌بینیم. خود ناواسکوس این پدیده را نوعی «ترجمه زمانی» نامیده است؛ اصطلاحی که او در سال ۲۰۲۰ معرفی کرد.

البته این فرآیند دقیقاً مانند دکمه «بازگشت» تلویزیون نیست. در پخش یک فیلم، شما می‌توانید مسیر حرکت داستان از نقطه  آ به ب را  ببینید، حتی اگر به عقب برگردانده شود. اما در مکانیک کوانتومی، صرفِ مشاهده یک سامانه باعث تغییر آن می‌شود. این بدان معناست که پیگیری دقیق مسیر زمانی یک ذره تقریباً ناممکن است. نکته مهم اینجاست که پروتکل‌های بازگشت زمانی در این آزمایش‌ها حتی بدون دانستن ماهیت دقیق تغییرات یا «پویایی درونی» سامانه نیز کار می‌کنند. جالب اینجاست که این «ماشین زمان کوانتومی» تنها به عقب برنمی‌گردد؛ بلکه دانشمندان روشی برای حرکت به جلو در «زمان تکاملی» هم یافته‌اند. ناواسکوس در گفت‌وگو با روزنامه اسپانیایی ال‌پائیس توضیح داد:

«برای اینکه یک سامانه در مدت یک سال، ۱۰ سال پیرتر شود، باید ۹ سال دیگر را از جایی به دست بیاورید. در یک آزمایش یک‌ساله با ۱۰ سامانه، می‌توان یک سال از هر یک از ۹ سامانه نخست برداشت و همگی را به سامانه دهم داد. در پایان سال، سامانه دهم معادل ۱۰ سال پیر شده و ۹ سامانه دیگر همان‌گونه خواهند بود که در ابتدای آزمایش بوده‌اند.»

با این حال، این یافته‌های شبیه به داستان‌های علمی‌تخیلی را نمی‌توان در ابعاد انسانی به کار برد. دلیل آن هم این است که یک انسان، حجم حیرت‌آوری از اطلاعات زیستی و کوانتومی را در خود جای داده که «بازجوان‌سازی» یا تغییر وضعیت آن، فرآیندی بسیار پیچیده و زمان‌بر است. دانشمندان برآورد کرده‌اند که برای برگرداندن تنها یک ثانیه  عمر  انسان، میلیون‌ها سال زمان لازم است.

هدف این تحقیقات، فرستادن انسان‌ها به گذشته یا آینده نیست؛ بلکه تمرکز اصلی بر افزایش توان پردازشگرهای کوانتومی و ایجاد قابلیت «بازگردانی خطا» در این سیستم‌ها است. در محاسبات کوانتومی، حتی یک خطای کوچک می‌تواند کل فرآیند را مختل کند و اگر بتوان آن را به عقب برگرداند، دقت و کارایی این سامانه‌ها به شکل چشمگیری افزایش خواهد یافت. به زبان ساده، دانشمندان به دنبال ساخت یک «دکمه بازگشت» برای جهان کوانتومی هستند.