Фізики з Технологічного інституту Стівенса разом із колегами з NIST та Колорадського державного університету запропонували реалістичний експеримент, який може остаточно змінити наше розуміння природи часу. Вчені доводять, що за допомогою сучасних іонних годинників та квантових комп'ютерів можна перевірити гіпотезу про те, що сам час здатний перебувати у квантовій суперпозиції, тобто одночасно іти швидше і повільніше.

Ця ідея виникає на стику двох фундаментальних теорій фізики: загальної теорії відносності Ейнштейна та квантової механіки. Якщо годинник, що вимірює час, рухається у квантовій суперпозиції різних траєкторій, то й час, який він фіксує, має перебувати у суперпозиції станів. Це означає, що для одного об'єкта час може тикати різними темпами одночасно, що раніше вважалося лише теоретичною абстракцією.

Ключовим елементом пропозиленої схеми є затиснений іон у пастці, який переводиться у стан суперпозиції руху. Оптичний годинник, вбудований у цей іон, має виявити специфічні інтерференційні патерни, що виникають лише за умови квантової природи власного часу. Така точність вимірювань є критичною, оскільки сучасні іонні годинники здатні фіксувати різницю в часі навіть на відстані кількох сантиметрів.

Позитивний результат експерименту стане першим прямим емпіричним доказом того, що час є квантовою змінною, що дозволить поєднати релятивістську та квантову фізику на новому рівні. Навпаки, відсутність очікуваних патернів суттєво звузить коло можливих теорій квантової гравітації, вказавши на фундаментальну правильність класичного підходу до часу як зовнішнього параметра.

Дослідники наголошують, що ця пропозиція є унікальною можливістю перевірити явище, яке лежить на межі відомих нам законів природи, використовуючи вже існуючі технології. Реалізація експерименту можлива в найближчі роки, що робить його одним із найважливіших завдань сучасної фізики для лабораторій у всьому світі.