Квантов експеримент потвърди асиметрията на времето

Времето неумолимо се движи напред. Стига да върнем лентата на събитията назад, и веднага ще заподозрем нещо нередно. Но от гледна точка на една изолирана частица ходът на времето изглежда еднакво във всяка посока.

Така поне изглежда на пръв поглед. Например филм за разсейването на две частици ще изглежда разумно, дори ако го превъртим назад – тази концепция е известна като симетрия на времето. Сега в експеримент авторитетната научна колаборация (очно или задочно едновременно участие в работата) BaBar, работеща на ускорителя SLAC, са открити нови, макар и отдавна очаквани изключения от това правило, пише сп. Physical Review Letters.

Анализирайки данните на милиарди сблъсъци, натрупани почти за 10 години, учените открили, че определен тип частици се превръщат една в друга с нарушаване на симетрията. Тези изменения най-често стават в едната посока. Това потвърждава, че за някои субатомни процеси съществува насоченост на времето.

Резултатите впечатляват с нивото на достоверност – 1×10⁴³ – много повече, отколкото е необходимо, за да се потвърди откритие.

„Това беше завладяващ експериментален анализ, недвусмислено показващ ни асиметрията на времето”, казва Фернандо Мартинес-Видал от BaBar.

Детекторът BaBar (UCSB).

BaBar, събирал данни от ускорителя SLAC от 1999 до 2008 г., е разработен, за да открие тънката разлика в поведението на материята и антиматерията, обясняващи доминиращите вещества в нашата Вселена. Тази загадка отдавна човърка умовете на физиците – ако съотношението между веществото и антивеществото в света беше еднакво, голяма част от тях би анихилирала.

В SLAC провели наблюдение на около 500 000 двойки частици – B⁺ мезони и техните античастици – B^– мезони. Още през 2008 г. става ясно, че асиметрията има място. Именно това откритие печели Нобеловата награда по физика същата година.

Новият, съвременен анализ на BaBar също се основава на изучените верижни реакции на частиците. Квантовото заплитане на отрицателните В мезони дава информация за партньорите на разпадащите се частици в момента на разпада. Възползвайки се от това, учените установили, че преобразуванията ставали в едната посока 6 пъти по-често, отколкото в другата.

„Изпитанията на симетрията на времето по пътя на изследване на нестабилни частици преди се смятаха за невъзможни – казва Хосе Бернабеу, професор от университета на Валенсия и един от създателите на концепцията на този анализ.

– Особено завладяващ е фактът, че решението дойде благодарение на квантовото заплитане – явление, на което се базират бъдещето на квантовата комуникация и изчислителната техника.”

Източник: СNews