Újabb bizonyítékokat találtak az idő asszimetrikus természetére

Amerikai kutatók a szubatomi részecskéknél is kimutatták az idő aszimmetrikus természetét.

Eddig úgy lehetett tudni, hogy a szubatomi részecskék nem törődnek vele, hogy az idő előre vagy visszafelé halad, mert a kettő ugyanaz számukra. Az amerikai Stanford Egyetemen lefolytatott BaBar kísérlet fizikusai azonban most először - a részecskéknél is megfigyelve az idő aszimmetrikus természetét - kivételt találtak a szabály alól.

A részecskék számára az idő általában szimmetrikus, ami azt jelenti, hogy az események ugyanúgy történnek meg az egyik irányban, mint az ellenkező irányban. Ha például sikerülne videóra venni, amint két részecske ütközik egymással, majd szétszóródik, akkor ezt a filmet előre és vissza is le lehetne játszani, mindkét irányban lenne értelme.

Más a helyzet a makroszkopikus világban. Amikor kiöntünk egy pohár tejet a padlóra, az erről készült videót visszaforgatva nem a valóságot látnánk, hiszen a tej nem képes magától visszajutni a talajról a pohárba. A fizikusok azonban úgy gondolták, hogy lehetnek olyan esetek, amikor a szubatomi részecskék számára sem szimmetrikus az idő. Ilyen esetben bizonyos események az idő folyásával az egyik irányban működnek, a másik irányban azonban nem. Fizikusok most először bizonyítékot találtak e jelenség létezésére.

A BaBar kísérlet az amerikai energiaügyi minisztérium felügyelete alatt tevékenykedő SLAC Nemzeti Gyorsító Laboratórium zajlott Kaliforniában 1999 és 2008 között. A kísérletben sok milliárd részecskeütközést figyeltek meg a fizikusok, akik azóta is elemzik az összegyűjtött adatokat. A Physical Review Letters című szakfolyóiratban most közzétett tanulmányukban arról számolnak be, hogy bizonyos típusú részecskeátalakulások az egyik irányban sokkal gyakrabban zajlanak le, mint a másik irányban, ami azt igazolja, hogy egyes részecskefolyamatoknak van preferált iránya az időben. Ez az első szilárd bizonyíték arra, hogy a szubatomi részecskék számára is lehet aszimmetrikus az idő.

"Izgalmas volt megtervezni egy olyan kísérleti analízist, amely lehetővé tette, hogy közvetlenül és egyértelműen megfigyeljük az idő aszimmetrikus természetét" - idézte Fernando Martínez-Vidal kutatásvezetőt, a Valenciai Egyetem fizikusát a LiveScience című tudományos ismeretterjesztő portál. A kísérletben nagy energiára felgyorsított elektronokat antianyag párjukkal, pozitronokkal ütköztettek, majd az így keletkezett B-mezonokat vizsgálták. A BaBar adatainak elemzése azt mutatta, hogy hatszor gyakrabban zajlott le egy átalakulási folyamat az egyik irányban, mint az ellenkező irányban.

A tanulmányban felhasználták a kvantumösszefonódás jelenségét is: egy B-mezont mérve egyidejűleg gyűjtöttek információkat egy másik részecskéről is. "Korábban lehetetlennek tartották, hogy instabil részecskékkel érvényes teszt legyen lefolytatható az időmegfordítási szimmetria vizsgálatára. Figyelemre méltó, hogy a megoldás abból az összefonódási jelenségből (entanglement) jött, amelyet kvantumkommunikációra és -számításra is használnak" - írta José Bernabéu, a kutatók egyike.

MTI - Illusztráció: Mohai Balázs