Wat als tijd geen lijn meer was maar een knoop van mogelijkheden? Oostenrijkse onderzoekers hebben in een experiment laten zien dat de stroom van tijd in een kwantumsysteem niet vastligt. Ze ontdekten dat tijd niet alleen vertraagd of versneld kan worden, maar in sommige gevallen zelfs omgekeerd. Dit opent nieuwe deuren in de fundamentele fysica en de ontwikkeling van kwantumtechnologieën.
De wetenschappers gebruikten een enkel foton dat door een kristal werd gestuurd. Zo konden ze de toestand van het deeltje terugbrengen naar een eerdere fase in zijn evolutie. Het is geen tijdreis zoals in sciencefictionfilms. Toch toont het experiment aan dat de klassieke opvatting van tijd op subatomair niveau op losse schroeven staat.
Wanneer de fysica de tijd uitdaagt
In de klassieke fysica beweegt tijd altijd vooruit, vastgelegd in wat wel eens de pijlkracht van de tijd wordt genoemd. In de kwantumwereld is die strikte richting echter geen vanzelfsprekendheid meer. De onderzoekers gebruikten een apparaat dat zij omschrijven als een “kwantumschakelaar” en gaven een foton de kans om zijn eerdere staat weer in te nemen.
Het foton keerde feitelijk terug naar een toestand waarmee het eerder geëvolueerd was, alsof het een scène terugspoelde in een film. Volgens Miguel Navascués levert dit een nieuw begrip op van tijdtranslatie, waarbij de tijdsontwikkeling van een systeem kan worden gemanipuleerd.
De rol van de kwantumschakelaar
Het experiment functioneerde dankzij de combinatie van een enkele lichtdeeltje en een kristalopstelling, nauwkeurig gestuurd door ultrakorte pulsen en optische interferometrie. Deze opstelling maakte het mogelijk om ook zonder volledige kennis van het systeem toch een omkering of vertraging van het evolutieproces af te dwingen.
Belangrijk: dit was geen tijdreis voor mensen, maar een gecontroleerde manipulatie van kwantumtoestanden binnen strikt experimentele grenzen.
Grenzen van tijdreizen
Hoewel het resultaat opzienbarend is, gelden er duidelijke beperkingen. Het betreft een enkel foton, en de tijdzuivering geldt slechts zolang het experiment loopt. Systemen zoals mensen, met enorme complexiteit en talloze interacties, blijven buiten bereik van dit soort manipulaties. Wetenschappers benadrukken dat het hier om manipulatie van toestanden gaat, en niet om het teruggaan in tijd naar een vroeger moment in een klassieke zin.
Toepassingen in de technologie
De grootste impact van dit soort experimenten ligt mogelijk in kwantumcomputers en informatieverwerking. Het vermogen om kwantumtoestanden terug te draaien of opnieuw te laden opent nieuwe mogelijkheden. Het kan leiden tot betere foutcorrectie, snellere berekeningen en een nauwkeurigere controle van kwantumsystemen. Anders gezegd: een soort “Ctrl Z” voor de natuurkunde, al blijft de toepassing voorlopig experimenteel.
Wat dit experiment zegt over onze toekomst
Hoewel we nog niet letterlijk terug in de tijd kunnen reizen, markeert dit onderzoek een verandering in hoe we tijd begrijpen op kwantumniveau. Het toont aan dat de conventies waarop we rekenen niet onveranderlijk zijn en dat de technologie van morgen al in de glasvaten van het laboratorium wordt getest.
Lees ook: Een uniek natuurverschijnsel laat 90 miljard liter water vrij onder Groenlands ijs
