Η τηλεμεταφορά δεν είναι πια επιστημονική φαντασία – είναι μέρος του τρόπου που λειτουργεί το σύμπαν σε επίπεδο μικρότερο από ό,τι μπορούμε να φανταστούμε
Στον μικρόκοσμο της κβαντικής φυσικής όλα όσα θεωρούμε αυτονόητα παύουν να ισχύουν. Τα σωματίδια δεν ακολουθούν τους νόμους της καθημερινής εμπειρίας∙ μπορούν να εμφανίζονται ταυτόχρονα σε δύο μέρη, να συνδέονται μεταξύ τους σε αποστάσεις που φαντάζουν αδύνατες, να συμπεριφέρονται με τρόπους που ξεπερνούν κάθε λογική.
Και τώρα, μια ερευνητική ομάδα από την Αυστρία φέρνει κάτι ακόμη πιο εντυπωσιακό στο προσκήνιο: τη δυνατότητα να ελέγξουμε τον χρόνο, έστω σε μικροσκοπική κλίμακα, δημιουργώντας την αίσθηση μιας πραγματικής χρονομηχανής.
Ο κβαντικός διακόπτης αλλάζει τα δεδομένα
Δεν μιλάμε για μηχανές που θα μας ταξιδεύουν στο παρελθόν ή στο μέλλον, αλλά για μια συσκευή που δίνει τη δυνατότητα να ρυθμίσουμε τη ροή του χρόνου σε σωματίδια φωτός. Ο λεγόμενος «κβαντικός διακόπτης» επιτρέπει στους επιστήμονες να επιβραδύνουν, να επιταχύνουν ή και να αντιστρέψουν την πορεία ενός φωτονίου. Ο Miguel Navascués από την Αυστριακή Ακαδημία Επιστημών εξηγεί πως το σύστημα λειτουργεί σαν τηλεχειριστήριο: «Μπορούμε να γυρίσουμε σε μια προηγούμενη σκηνή ή να προχωρήσουμε κατευθείαν πιο μπροστά». Μαζί με τον Philip Walther από το Πανεπιστήμιο της Βιέννης απέδειξαν ότι με ειδικούς κρυστάλλους και οπτικούς μηχανισμούς μπορούν να στείλουν ένα φωτόνιο σε ένα ταξίδι και να το επαναφέρουν ακριβώς στην αρχική του κατάσταση.
Το πρωτόκολλο rewind και η ανατροπή του χρόνου
Η μέθοδος που ανέπτυξαν, γνωστή ως «rewind protocol», επιτρέπει σε οποιοδήποτε κβαντικό σωματίδιο να επιστρέψει στο παρελθόν του, ακόμη και αν κανείς δεν γνωρίζει πώς έμοιαζε ή πώς έφτασε εκεί. Ο David Trillo, μέλος της ομάδας, τονίζει ότι η διαδικασία δεν περιορίζεται στη θεωρία, αλλά αποδείχθηκε και στο εργαστήριο. «Ήταν από τα πιο απαιτητικά πειράματα που έχουμε επιχειρήσει», λέει ο Walther, «όμως το αποτέλεσμα ήταν ξεκάθαρο: το φωτόνιο γύρισε πίσω, σαν να πατάς rewind σε μια ταινία που δεν έχεις δει».
Όταν ο χρόνος τρέχει πιο γρήγορα
Η αυστριακή ομάδα δεν έμεινε μόνο στην αντιστροφή του χρόνου. Κατάφεραν να αποδείξουν ότι είναι δυνατόν να επιταχύνουν τη γήρανση ενός συστήματος. Ο Navascués δίνει το παράδειγμα: «Για να κάνεις ένα σύστημα να γεράσει δέκα χρόνια σε έναν, πρέπει να πάρεις τον χαμένο χρόνο από αλλού».
Στην πράξη χρησιμοποίησαν δέκα πανομοιότυπα συστήματα και μετέφεραν τη γήρανση των εννέα στο δέκατο, συμπυκνώνοντας έτσι μια δεκαετία σε έναν χρόνο. Για τον άνθρωπο κάτι τέτοιο είναι αδιανόητο∙ το σώμα μας είναι υπερβολικά περίπλοκο και θα χρειαζόταν εκατομμύρια χρόνια για να αντιστραφεί ένα δευτερόλεπτο. Εκεί όπου η ανακάλυψη βρίσκει νόημα είναι στους κβαντικούς υπολογιστές, οι οποίοι είναι εξαιρετικά ευάλωτοι σε σφάλματα. Η δυνατότητα να «γυρίζουν πίσω» σε μια καθαρή κατάσταση μπορεί να αλλάξει ριζικά την αξιοπιστία τους.
Το βέλος του χρόνου υπό αμφισβήτηση
Η κλασική φυσική θεωρεί τον χρόνο μονόδρομο, όπως το περιέγραψε ο Arthur Eddington με το περίφημο «βέλος του χρόνου», που συνδέεται με τη δεύτερη αρχή της θερμοδυναμικής.
Ωστόσο, στη σφαίρα των κβαντικών σωματιδίων, οι νόμοι αυτοί παύουν να είναι απόλυτοι. Το πείραμα της αυστριακής ομάδας δείχνει ότι μπορείς να αναστρέψεις τη φορά του χρόνου χωρίς να γνωρίζεις το παρελθόν. Χάρη στη χρήση φωτονίων, ειδικών πλακών και υπερ-γρήγορων οπτικών διακοπτών, τα σωματίδια οδηγήθηκαν πίσω στην αρχική τους μορφή με ακρίβεια που ξεπερνά το 95%.
Το πιο κοντινό που έχουμε σε χρονομηχανή
Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα, οι επιστήμονες δεν τρέφουν αυταπάτες. Ο Navascués παραδέχεται ότι «αν μπορούσαμε να τοποθετήσουμε έναν άνθρωπο σε ένα τέλεια απομονωμένο κουτί, θεωρητικά θα ήταν εφικτό», αλλά υπογραμμίζει πως με τις σημερινές τεχνικές η πιθανότητα επιτυχίας θα ήταν σχεδόν μηδενική. Κι όμως, η ανακάλυψη αυτή θεωρείται το πιο κοντινό που έχει φτάσει ποτέ η επιστήμη σε μια πραγματική χρονομηχανή.
Όχι για να ταξιδέψουμε εμείς στον χρόνο, αλλά για να ανοίξουμε νέους δρόμους στην τεχνολογία, να βελτιώσουμε τους κβαντικούς υπολογιστές και, κυρίως, να πλησιάσουμε στη βαθύτερη κατανόηση του ίδιου του χρόνου.