Китайские физики связали направление времени с квантовыми корреляциями

Ученые представили теоретическую модель, объясн...

freepik.com

Учёные Хайнаньского университета представили теоретическую модель, объясняющую однонаправленное течение времени через поведение квантовых корреляций внутри физических систем. Как пишет New Science, статья опубликована в журнале Annals of Physics и предлагает альтернативный ракурс к классической термодинамической «стреле времени».

Исторически направленность времени связывали с энтропией: второй закон термодинамики утверждает, что в изолированных системах беспорядок растёт, и именно это придаёт процессам необратимый характер. При этом сами фундаментальные уравнения — от механики Ньютона до квантовой механики — в большинстве своём не различают прошлое и будущее и допускают обращение хода времени, что создаёт концептуальный парадокс.

Группа под руководством Цай Цинъюя рассматривает исходную систему как набор квантово связанных подсистем, непрерывно обменивающихся информацией. В их подходе время не задаётся извне, а проявляется как следствие того, что информация о начальных состояниях постепенно распределяется по системе и становится практически недоступной для восстановления.

Ключевым инструментом стала специальная мера квантовых корреляций, с помощью которой исследователи проследили, как внутри замкнутой системы меняется структура связей между её частями. Выяснилось, что при естественной эволюции такие корреляции формируют направленный «градиент информации»: прошлые конфигурации всё сильнее «размываются» в текущем состоянии, а будущее остаётся неопределённым. Это придаёт динамике систем объективный характер необратимости.

Разработанная модель не отменяет роль энтропии, а фактически связывает её рост с углублением и усложнением квантовых корреляций. Макроскопическая термодинамическая «стрела времени» в таком описании вырастает из статистического поведения огромного числа микроскопических квантовых степеней свободы.

Старший теоретический физик, член Китайской академии наук Сунь Чанпу отмечает, что эти результаты приближают учёных к консистентному описанию связи между квантовой и классической картинами мира. По его словам, понимание того, как из квантового уровня рождается наблюдаемое однонаправленное течение времени, важно не только для фундаментальной физики, но и для интерпретаций квантовой теории в целом.

Авторы подчёркивают, что их работа не даёт окончательного ответа на все вопросы о природе времени, но предлагает согласованный механизм, соединяющий квантовую динамику, термодинамику и наше повседневное восприятие прошлого, настоящего и будущего в единую теоретическую рамку.

Читайте также: