Con il sistema sigillato e partizionato, il team ha tracciato l'evoluzione del settore luminoso, scoprendo una straordinaria serie di analogie cosmologiche.
Il settore luminoso si è ripetutamente espanso e poi ricollassato man mano che gli atomi attraversavano la barriera laser, un ciclo che imita un "rimbalzo" cosmologico. Il momento in cui gli atomi iniziavano a popolare il settore luminoso è stato interpretato come un "Big Bang", mentre il loro completo ritorno nel settore oscuro segnava un "Big Crunch". Questo ciclo di espansione e collasso si è ripetuto molte volte, creando una storia cosmica in miniatura e ricorrente all'interno del laboratorio.
Da questo flusso e riflusso di atomi, i ricercatori hanno definito un "tempo entropico". Poiché l'entropia totale del sistema è conservata, il movimento direzionale degli atomi tra i settori ha creato un flusso di entropia misurabile e unidirezionale nel settore luminoso. Questo flusso è servito come un affidabile orologio interno che ha mostrato diverse proprietà sorprendenti:
Quando la distribuzione degli atomi tra i settori luminoso e oscuro si è finalmente stabilizzata e ha smesso di cambiare, lo scambio di entropia si è fermato. A questo punto, dalla prospettiva del settore osservato, il tempo si è effettivamente arrestato – un analogo della morte termica (o 'big freeze') prevista per il nostro stesso universo.
L'esperimento è rilevante perché sposta una questione fondamentale dalla speculazione teorica al regno della fisica sperimentale. Suddividendo un sistema quantistico chiuso e osservando il tempo emergere unicamente dalle dinamiche dell'entropia, il team ha fornito il primo banco di prova controllato per le costruzioni di tempo relazionale. I loro risultati supportano l'idea che il tempo non sia uno sfondo fondamentale ed esterno, ma piuttosto un fenomeno termodinamico che sorge quando un osservatore distingue un sottosistema – proprio come la distinzione tra i settori luminoso e oscuro – da un insieme più ampio e senza tempo. Questo universo in miniatura da tavolo offre ora una nuova finestra empirica per esplorare la fisica del cosmo reale.
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