Физики подтвердили концепцию реляционного времени на бозе-конденсате в эксперименте

Физики реализовали изолированную систему на ультрахолодных атомах для количественной проверки реляционных моделей времени без привязки к внешним часам, согласно публикации в журнале Physical Review Research doi.orgPhysical Review Researchdoi.orgОткрыть источник ↗. Эксперимент провела группа под руководством Джованни Баронтини из Бирмингемского университета на бозе-эйнштейновском конденсате, содержащем около 24 тысяч атомов в консервативной ловушке, разделённой тонким оптическим барьером на наблюдаемый и ненаблюдаемый секторы.

Поводом для исследования послужили реляционные подходы к понятию времени в рамках уравнения Уилера — Девитта, где время исключено из фундаментальных независимых переменных doi.orgPhysical Review Researchdoi.orgОткрыть источник ↗. Исследователи проверили, можно ли упорядочить динамику наблюдаемого сектора исключительно за счёт его внутренних степеней свободы.

Энтропийное время и циклы сжатия

Для описания последовательности событий учёные ввели энтропийное время, рассчитанное на основе экспериментально определённой огрублённой энтропии doi.orgPhysical Review Researchdoi.orgОткрыть источник ↗. Наблюдаемая часть атомного облака проходила через повторяющиеся циклы расширения и последующего сжатия, имитирующие динамику расширяющихся и коллапсирующих систем.

Полученное энтропийное время устойчиво упорядочивало квантовые события в наблюдаемом секторе на протяжении всех циклов эволюции doi.orgPhysical Review Researchdoi.orgОткрыть источник ↗. Темп такого внутреннего времени определялся скоростью изменения энтропии и мог замедляться или останавливаться при прекращении перераспределения состояний, сохраняя при этом направленность от прошлого к будущему без внешних хронометров.

Эффективное уравнение Шрёдингера

Авторы вывели эффективное уравнение Шрёдингера, параметризованное этим внутренним временем вместо стандартного внешнего параметра doi.orgPhysical Review Researchdoi.orgОткрыть источник ↗. Сформулированное уравнение воспроизвело наблюдаемую экспериментальную эволюцию квантового состояния атомов.

По данным исследователей, эксперимент обеспечил контролируемые условия для количественного тестирования реляционных концепций времени doi.orgPhysical Review Researchdoi.orgОткрыть источник ↗. Результаты показывают практическую возможность описания динамики квантовой системы через её собственные параметры, что актуально для теорий, связывающих квантовую механику и гравитацию.