Według naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego oraz University of Nottingham nie da się zbudować idealnego zegara, który mógłby zmierzyć czas niezależnie od tego, czy układ znajduje się w spoczynku, porusza ze stałą prędkością, czy przyspiesza. Możliwość dokładnego pomiaru czasu przewidywana jest zarówno przez ogólną jak i przez szczególną teorię względności.
W latach ’70-tych ubiegłego wieku kanadyjski fizyk William Unruh przewidział, że obserwator ulegający dużemu przyspieszeniu zamiast próżni kwantowej jaką zaobserwowałby bez przyspieszenia, dostrzeże cząstki o niezerowej temperaturze. Wynikać to ma z samej istoty próżni, która nie tyle jest „niczym”, co najniższym możliwym stanem energetycznym pola kwantowego.
Pojawianie się cząstek widocznych dla przyspieszającego obserwatora dr Andrzej Dragan, jeden z autorów artykułu opublikowanego niedawno w Classical and Quantum Gravity, porównuje do efektu Dopplera, który sprawia m.in. że zbliżające się do nas światło staje się bardziej niebieskie (czyli, tak jak ta próżnia zmieniająca się w „nie-próżnię”, ma większą energię). Jak to zjawisko ma się do zegarów?
Najdokładniejszym sposobem pomiaru czasu jest obserwacja rozpadu cząstek elementarnych, a dokładniej mionów. Miony rozpadają się na elektron, antyneutrino elektronowe oraz neutrino mionowe w dokładnie znanym czasie. Niestety, prędkość rozpadu mionów jest stała w próżni, kiedy nie oddziałują na nie inne cząstki. Z obliczeń polsko-brytyjskiego zespołu wynika jednoznacznie, że przy bardzo dużym przyspieszeniu efekt opisany przez Unruha wystarczy żeby wpłynąć na czas rozpadu mionów, co czyni budowę zegara mierzącego czas przy dużych przyspieszeniach niemożliwym.
Jeszcze w latach ’70-tych próbowano bezskutecznie potwierdzić eksperymentalnie efekt Unruha, jednak dopiero z tegorocznych obliczeń badaczy z UW i UoN wynika, że próba ta nie mogła się powieść, ponieważ zastosowano po prostu zbyt małe przyspieszenia. Co ciekawe, z obliczeń wynika również, że niezbędne jest przyspieszenie, które… da się już osiągnąć we współczesnych akceleratorach cząstek. Eksperymentalne potwierdzenie teorii czeka więc już na nas tuż za rogiem.
[źródło: fuw.edu.pl, wikipedia.org, sciencealert.com; grafika: wikipedia.org]
