De wereld van de kwantumfysica zit vol verbazingwekkende verschijnselen. Nu hebben Oostenrijkse onderzoekers binnen de regels van de kwantummechanica een bijzondere vorm van tijdreizen gerealiseerd. Op basis van de experimenten waren de wetenschappers in staat om de toestand van een deeltje terug te draaien of vooruit te spoelen, alsof ze met een afstandsbediening de loop van de tijd beïnvloedden.
In de subatomaire wereld van de kwantumfysica kunnen verschijnselen optreden die in de alledaagse werkelijkheid onvoorstelbaar zijn. Superpositie, kwantumverstrengeling en zelfs teleportatie lijken mogelijk wanneer de regels van de kwantummechanica van kracht zijn. Nu hebben onderzoekers van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen (ÖAW) en de Universiteit van Wenen een nieuw, verrassend element aan deze lijst toegevoegd: een soort kwantumvariant van tijdreizen.
Tijdreizen in de klassieke zin van het woord is nog niet mogelijk, maar in de subatomaire wereld is het al wel haalbaar.
“Tijdreizen” in de vreemde wereld van de kwantumfysica
In een reeks artikelen die verschenen is op preprint-servers en in verschillende wetenschappelijke tijdschriften (waaronder Optica, arXiv en Quantum) – waaraan onder andere Miguel Navascués (ÖAW) en Philip Walther (Universiteit van Wenen) – werd beschreven hoe de ontwikkeling van kwantumsystemen in de tijd kan worden versneld, vertraagd of zelfs omgekeerd.
In de bioscoop (klassieke fysica) wordt de film van begin tot eind vertoond, ongeacht wat het publiek wil“, zei hij tegen de Spaanse krant El País. ”Thuis (dat wil zeggen in de kwantumwereld) hebben we echter een afstandsbediening waarmee we terug kunnen spoelen naar een eerdere scène of zelfs meerdere scènes vooruit kunnen springen.”
De wetenschappers hebben het gedrag van een klein lichtdeeltje, een foton, dat door een speciaal kristal gaat, gestuurd. Met een speciale kwantumschakelaar zijn ze erin geslaagd het foton zo te beïnvloeden dat het terugsprong naar een eerdere toestand, alsof het opnieuw was opgestart. Dit betekent niet dat het foton daadwerkelijk terug in de tijd is gereisd, zoals in een sciencefictionfilm, maar eerder dat ze in staat waren om de toestand van het deeltje “terug te spoelen” en zijn gedrag opnieuw te veranderen.
Je kunt niet alleen ‘terugspoelen’ in de tijd, je kunt er ook “vooruit springen”
Het fenomeen is niet hetzelfde als wanneer we een film terugspoelen en zien hoe de gebeurtenissen van punt B naar punt A terugdraaien. In de kwantumwereld verandert namelijk alleen al het observeren van wat er gebeurt de uitkomst van het experiment. Daarom is het niet mogelijk om stap voor stap te ‘bekijken’ wat er in de tijd gebeurt.
De methode van de Oostenrijkse wetenschappers is bijzonder omdat ze de eerdere toestand van het systeem kunnen herstellen zonder dat ze precies hoeven te weten wat er in het systeem is gebeurd.
Bovendien werkt deze truc niet alleen achterwaarts: ze kunnen ook voorwaarts in de tijd ‘springen’, wat betekent dat sommige delen van het systeem sneller ‘verouderen’, terwijl andere delen ongewijzigd blijven.
Om een systeem in één jaar tien jaar te laten ‘verouderen’, moeten de andere negen jaar ergens vandaan gehaald worden. In een experiment van een jaar met tien systemen kunnen we van elk van de eerste negen een jaar ‘stelen’ en dat allemaal aan het tiende geven. Aan het einde van het jaar is het tiende systeem tien jaar ‘ouder’ geworden, terwijl de andere negen ongewijzigd blijven.
We kunnen voorlopig zeker nog niet terugreizen naar de middeleeuwen
Volgens wetenschappers werkt dit alleen in de wereld van de kwantumfysica. Mensen kunnen nooit op deze manier heen en weer door de tijd worden gestuurd, omdat er een onvoorstelbare hoeveelheid informatie moet worden verwerkt om de toestand van een menselijk lichaam terug te draaien.
- Volgens hen zou zelfs voor het “terugdraaien” van één seconde miljoenen jaren aan berekeningen nodig zijn.Het werkelijke doel van het onderzoek is daarom niet tijdreizen, maar de ontwikkeling van kwantumcomputers die hun eigen fouten kunnen corrigeren door hun toestand om te keren.
