Kvantemekanikken har gennem de seneste 100 år vist, at på det subatomare niveau gælder de klassiske love i fysikken ikke.
Begreber som superposition (en partikel kan være i en eller en anden tilstand eller begge på én gang) og sammenfiltring (partikler kan påvirke hinanden over kæmpe afstande) er ord, vi stadig er ved at lære at kende.
Og nu har et hold fysikere fra Austrian Academy of Sciences og University of Vienna i Østrig påvist, at de kan ”springe” frem og tilbage i en partikels tidslige tilstand.
Deres resultater er offentliggjort i to artikler i tidsskrifterne Physical Review Letters og Optica.
Som at springe i en film
Fysikerne har vist, at de kan bremse, fremskynde eller vende tiden i et kvantesystem. Det betyder ikke, at de kan manipulere tiden rundt om partiklen, men de kan manipulere selve partiklens tidslige tilstand.
En af forskerne bag opdagelsen, Miguel Navascués fra Austrian Academy of Sciences, sammenligner det i et interview i den spanske avis El País med at se en film:
"I en biograf (klassisk fysik) fremvises en film fra start til slut, uanset hvad publikum ønsker,” forklarer han.
”Men derhjemme (kvanteverdenen) har vi en fjernbetjening, der kan manipulere filmen. Vi kan spole tilbage til en tidligere scene eller springe flere scener over."
Frem og tilbage i tiden
Fysikerne startede med at udvikle, hvad de kalder en ”tilbagespolingsprotokol”, der gør det muligt for alle partikler at vende tilbage til en tidligere tilstand.
Fysikerne sammenligner deres forsøg med brugen af en fjernbetjening, når der skal springes frem og tilbage i en film.
I første omgang lod de en foton passere gennem en krystal. Her brugte de en ”kvanteomskifter”, der lader lyspartiklen vende tilbage til den tilstand, den havde i starten af sin rejse.
Det betyder, at fysikere kan lade partiklen bevæge sig bagud i sin egen tilstand, til en tilstand forskerne endnu ikke kender til.
Egenskaber i kvantesystemer overføres
Senere afprøvede fysikerne, om de også kunne finde en måde at fremskynde partiklens tilstand på – altså lade den ”rejse” frem i sin egen tidstilstand. Miguel Navascués forklarer det sådan her:
"For at få et system til at ældes 10 år på ét år, skal du finde de ni andre år et andet sted fra,” fortæller han.
”I et eksperiment hen over et år med 10 systemer kan du stjæle et år fra hvert af de første ni systemer og give dem alle til det tiende. Ved årets udgang vil det tiende system have alderen 10 år; de andre ni forbliver de samme, som da eksperimentet startede."
Der overføres altså egenskaber fra andre kvantesystemer, som kan fremskynde tidstilstanden i én partikel.
Det er i dette laboratorium ved Institute of Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI) fra Austrian Academy of Sciences (ÖAW) i Østrig, et internationalt forskerhold har fået partiklers tilstande til at springe frem og tilbage i tid.
Fysikerne har foretaget deres forsøg i lukkede laboratorier, men de mener, de kan styre tidstilstanden i partikler i vilkårlige og ukontrollerede kvantesystemer.
Faktisk kan teknikken bruges på alle partikler uanset deres natur eller forbindelse til andre systemer, forklarer forskerne.
Vi skal dog ikke forvente en tidsmaskine, der kan fragte mennesker frem eller tilbage i tiden. Vi indeholder for meget ”information”, så det vil tage millioner af år blot at være klar til at rejse et sekund tilbage i tiden.
Derimod håber forskerne, at opdagelsen kan hjælpe ydeevnen i kvantecomputere, hvor de kan lade de såkaldte qubits, altså kvantebits med information, vende tilbage til en tidligere tilstand, hvis der er fejl i systemet.