Sciencemag.cz
Doporučujeme
Dvojče je v tomto případě pouze jedno, má podobu hodin a pohybuje se v kvantovém světě po více drahách současně. Tak se v tom zkusme vyznat.
Samotný paradox dvojčat v teorii relativity je všeobecně známý: když se cestovatel z vesmíru vrátí zpět na Zemi, zjistí, že zestárl mnohem méně než jeho dvojče. Je to dáno tím, že hodiny tikají různě rychle v závislosti na rychlosti (dilatace času). Ovšem ani tento paradox není pro vysvětlení úplně jednoduchý a prost komplikací, protože samozřejmě, když se raketa pohybuje rovnoměrně přímočaře, z pohledu člověka v raketě se pohybuje Země, pomaleji tikají hodiny na Zemi a pomaleji stárne dvojče na Zemi. Tudíž je pak třeba ještě doložit, co se stane, až se při opětovném setkání na Zemi tyto dva pohledy konfrontují. Aby raketa odletěla ze Země a znovu se na ni vrátila, musí pomaleji stárnoucí dvojče ovšem projít dvakrát zrychlením. A tak dále.
Nyní ke kvantové verzi tohoto paradoxu. Vědci z Leibniz University Hannover (vydala příslušnou tiskovou zprávu) a Ulm University publikovali příslušnou studii ve Science Advances. Dvojče je zde jenom jedno, zato se pohybuje po různých možných drahách, respektive „po všech současně“ – v jejich superpozici. Abychom si i za těchto podmínek zajistili měření času, dvojče je v tomto případě atomovými hodinami. Experiment bude realizován i fyzicky, v 10 metrů dlouhém zařízení („atomová fontána“, respektive snad prostě interferometr), které se v Hannoveru právě staví.
Pro fungování/výsledky na interferometru je k dispozici model kvantové fyziky (poznámka PH: asi míněno nějaká interference „různě rychle jdoucích hodin“), stejně jako předpověď plynoucí z teorie relativity. Autoři výzkumu předpokládají, že z obou teorií vyplývají předpovědi, které jsou vzájemně v souladu. V obecné teorii relativity se ještě započítává vliv gravitace, což v tomto experimentálním uspořádání údajně roli hrát nebude.
Zbývá ale samozřejmě ještě počkat, až se zařízení postaví a celý experiment opravdu provede.
Sina Loriani et al. Interference of clocks: A quantum twin paradox, Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aax8966
Zdroj: Leibniz Universität Hannover/Phys.org
