ปรากฏการณ์ควอนตัม ทำให้เวลาของอนุภาคเดินหน้า – ถอยหลังพร้อมกัน

ทีมนักฟิสิกส์สองคณะจากมหาวิทยาลัยเวียนนาของออสเตรียและมหาวิทยาลัยฮ่องกง ต่างทำการทดลองที่พิสูจน์ให้เห็นว่า อนุภาคของแสงหรือโฟตอนสามารถอยู่ในสถานะควอนตัมที่เรียกว่า “ซูเปอร์โพซิชัน” (superposition) ในแง่ของมิติเวลาได้

ปรากฏการณ์เชิงควอนตัมที่เรียกว่า “ซูเปอร์โพซิชัน” เป็นภาวะที่อนุภาคหนึ่งมีหลายสถานะได้พร้อมกัน เช่นสามารถปรากฏอยู่ในสถานที่สองแห่งในเวลาเดียวกัน หรือเหมือนกับอะตอมที่มีระดับพลังงานหลากหลายในคราวเดียวกันได้ ซึ่งความแปลกประหลาดนี้จะเกิดขึ้นจนกว่าจะมีการตรวจวัดสังเกตการณ์จากภายนอก อนุภาคในระบบจึงจะครอบครองสถานะใดสถานะหนึ่งอย่างแน่ชัด

ที่มาของภาพ, Getty Images

ส่วนในกรณีนี้จะดูเหมือนว่า อนุภาคของแสงเดินทางผ่านห้วงเวลาไปในสองทิศทางในขณะเดียวกัน โดยนอกจากกระแสเวลาของโฟตอนจะไหลจากปัจจุบันสู่อนาคตตามปกติแล้ว ยังเคลื่อนไปในทิศทางตรงข้ามคือย้อนสู่อดีตไปพร้อมกันด้วย

ตามหลักการของกลศาสตร์ควอนตัมแล้ว อนุภาคหนึ่งจะมีความสมมาตรได้สามประการ (CPT symmetry) นั่นคือสมมาตรของประจุบวกและลบ, สมมาตรของคู่ที่เท่าเทียมกันเหมือนส่องกระจก, และสมมาตรของเวลา

ที่มาของภาพ, Getty Images

ในการทดลองของทีมนักฟิสิกส์มหาวิทยาลัยฮ่องกง มีการทำให้โฟตอนอนุภาคหนึ่งเคลื่อนผ่านผลึกคริสตัลไป และด้วยเหตุที่อนุภาคของแสงไม่มีประจุไฟฟ้า ทำให้โฟตอนในกรณีนี้เหลือเพียงความสมมาตรของเวลาเท่านั้น

ผลการทดลองปรากฏว่าอนุภาคเคลื่อนไปในผลึกคริสตัลโดยมีเงาสะท้อนเกิดขึ้น จึงดูเสมือนว่ามีกระแสเวลาสองทิศทางที่ไหลไปสู่อดีตและอนาคตพร้อมกัน เปรียบดังเงาสะท้อนของคนที่เดินออกห่างจากกระจก ซึ่งจะดูเหมือนคนผู้หนึ่งที่เดินไปในทิศทางตรงข้ามกันได้ในเวลาเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่เกิดขึ้นในการทดลองครั้งนี้ยังไม่ใช่การย้อนเวลาหรือข้ามเวลาสู่อนาคตอย่างแท้จริง ทั้งไม่อาจนำไปสร้างไทม์แมชชีนได้ทันทีในตอนนี้ แต่เป็นการพิสูจน์แนวคิดที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎี โดยแสดงให้เห็นถึงกระบวนการที่เรียกว่า “การพลิกกลับของเวลาเชิงควอนตัม” (quantum time flip) ว่าสามารถจะเกิดขึ้นได้

ทีมผู้วิจัยหวังว่าจะสามารถนำผลการทดลองนี้ไปพัฒนาความรู้ฟิสิกส์ยุคใหม่ อย่างเช่นทฤษฎีความโน้มถ่วงเชิงควอนตัม (quantum gravity theory) และใช้ประยุกต์เพิ่มประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งในอนาคตจะสามารถประมวลผลได้อย่างไร้ขีดจำกัด

…..

ข่าว บีบีซี ไทย ที่เผยแพร่ในเว็บไซต์ ประชาชาติธุรกิจ เป็นความร่วมมือของสององค์กรข่าว