Існування ідеальних годин суперечить законам фізики?

Фізики з університетів Варшави і Ноттінгема з’ясували, що існування ідеальних годин, здатних як завгодно точно вимірювати проміжки часу в будь-якій системі відліку, суперечить законам фізики. Порушення починають виявлятися при великих прискореннях, які могли спостерігатися, наприклад, в момент Великого Вибуху. Дослідження опубліковане в журналі Classical and Quantum Gravity.

Автори роботи виявили парадокс, зіставляючи існуюче визначення одиниць вимірювання часу і один з незвичайних ефектів квантової теорії поля — ефект Унру. Цей ефект полягає в наступному. Для нерухомого (або рухається прямолінійно і з постійною швидкістю) спостерігача вакуум володіє нульовою енергією і здається порожнім. Однак якщо спостерігач починає рухатися, скажімо, прямолінійно і з прискоренням, то йому починає здаватися, що енергія вакууму відмінна від нуля. Причому кількість частинок, яке бачить спостерігач безпосередньо пов’язане з його прискоренням.

В якості основи для годинників, вимірювальних процеси в квантової теорії поля, автори розглянули нестабільні частинки, наприклад, мюоны, що володіють певним часом розпаду. Ці розпади управляються слабкими взаємодіями, наявність інших частинок навколо розпадається мюона може змінити його життя. Проте, один з експериментів, проведених в CERN, показав, що при русі частинок по колу з постійною швидкістю, але з доцентровим прискоренням в квинтиллион разів більше прискорення вільного падіння, зміни періоду напіврозпаду не відбувається. Зміна частоти розпадів за рахунок релятивістських ефектів було відомо досить давно — чим швидше рухається мюон, тим менше ймовірність побачити його розпад.

Результати нової роботи фізиків-теоретиків показали, що при прямолінійному рівноприскореному русі ефект Унру все ж повинен впливати на частоту розпадів. Це призводить до того, що ми не можемо точно вимірювати часові відрізки, а значить і відстані в таких системах: метр визначається як частка від відстані, прохідного світлом за одиницю часу. Фундаментальні причини цього явища піднімають ряд питань, зокрема, не відбуваються в таких системах якісь зміни з самим часом.

Сучасне визначення секунди ґрунтується на електронних переходах в ізотоп 133Cs:

Секунда являє собою інтервал часу, що дорівнює 9 192 631 770 періодам випромінювання, відповідного переходу між двома надтонким рівнями основного (квантового) стану атома цезію-133 в спокої при 0 К при відсутності збурень зовнішніми полями

Автор: Володимир Корольов

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *