Timp fără început: Cum transformările cuantice redefinează percepția noastră asupra timpului
În viața cotidiană, timpul este esențial pentru modul în care înțelegem realitatea: o linie dreaptă ce se întinde de la trecut către viitor, exact delimitată de secunde, minute și ore. Totul pornește „de la zero” – activăm cronometre, stabilim momente precise, ne organizăm întâlnirile la ore fixe. Însă în universul microscopic al mecanicii cuantice, această viziune liniară și deterministă asupra timpului începe să se disipeze. Recent, o echipă de cercetători de la Universitatea Uppsala din Suedia a propus o abordare radical diferită pentru a înțelege și a cuantifica timpul — una care nu necesită un început, un ceas sau un punct de referință static.
Măsurarea timpului fără un „zero” inițial
Coordonatoarea echipei, Marta Berholts, a introduc un concept inovator bazat pe stările cuantice ale atomilor, în special pe stările Rydberg — configurații deosebite în care electronii sunt excitați la nivele energetice extrem de ridicate cu ajutorul unui laser. În aceste condiții, comportamentul electronilor generează pachete de unde care interacționează între ele, formând modele specifice, denumite „amprente cuantice”, ce evoluează în mod predictibil în timp.
Această evoluție poate fi interpretată similar cu citirea orei de pe un ceas, dar fără ca acel ceas să fi fost „activat” vreodată. Pur și simplu, în funcție de tiparul de interferență observat, cercetătorii pot estima cât timp a trecut de la un eveniment inițial necunoscut.
„Am eliminat necesitatea unui punct de plecare. Ne concentrăm doar pe forma interferențelor și calculăm: au trecut patru nanosecunde, fără a activa ceasul”, afirmă Marta Berholts.
Ce sunt atomii Rydberg și de ce au o importanță aparte?
Atomii Rydberg sunt atomi aflați într-o stare energetică extrem de ridicată, în care electronii sunt „împinși” pe orbite îndepărtate față de nucleu. Aceste stări excitate pot fi obținute și manipulate precis prin impulsuri laser, transformând atomii în fel de laboratoare miniaturale pentru cercetări cuantice.
Datorită sensibilității lor extreme, atomii Rydberg pot dezvălui informații subtile despre interacțiunile electronice și câmpurile electromagnetice din jur. Interferențele dintre diferitele stări cuantice ale acestor electroni generează modele complexe, asemănătoare cu bătăile de interferență, care se schimbă în timp și pot acționa ca referințe temporale.
Acest comportament oferă, paradoxal, un nou tip de „ceas”: un ceas nu în sens tradițional, ci unul bazat pe citirea evoluției temporale a materiei cuantice.
Un cronometru ultramicroscopic: de la o femtosecundă
Experimentele derulate la Universitatea Uppsala s-au concentrat pe atomi de heliu expuși la impulsuri laser extrem de scurte. În urma excitației, pachetele de unde Rydberg rezultate au interferat conform predicțiilor matematice, iar modelele formate au fost atât de precise încât au permis măsurători de timp până la ordinul a 1,7 trilioane de secunde – adică 1,7 femtosecunde (o milionime dintr-o miliardime de secundă).
Această precizie ar putea avea aplicații directe în domenii avansate precum:
– Fizica particulelor, unde evenimentele au loc la intervale incredibil de scurte;
– Spectroscopia cu laser ultrarapid, care investighează dinamica moleculară în timp real;
– Simulările cuantice, unde o înțelegere precisă a evoluției temporale este crucială.
Ceasul care nu ticăie: perspectivele timpului cuantic
Această metodă deschide noi orizonturi către un concept inedit: ceasul cuantic care nu necesită a fi „activat”. Este un instrument care
