Kwantowa nieśmiertelność, czyli prawo rozpadu czasem nie działa

Każdy kto uczył się pilnie fizyki w szkole średniej pewnie zaznajomił się z tzw. prawem rozpadu promieniotwórczego. Jeśli nie, to przypomnę, że jest ono związane z tzw. czasem połowicznego rozpadu. Jeśli dalej nie wiecie o co chodzi, to wyjaśniam:

Wiemy, że pewne substancje wysyłają w przestrzeń na ogół niebezpieczne promieniowanie takie jak wysokoenergetyczne promieniowanie gamma lub cząstki o wysokich energiach. To promieniowanie wydobywa się z jąder atomowych i dlatego jest czasem nazywane promieniowaniem jądrowym. Jednak nie nazwa jest teraz ważna. Ważne jest to, że wypromieniowanie dużych energii z jąder atomów powoduje ich zmianę na mniej energetyczne wersje. Czasem jest to zmiana jednego pierwiastka w drugi, czasem zmiana izotopu pierwiastka (wersji pierwiastka, który różni się tylko ilością neutronów w jądrze).

Jeśli zatem weźmiemy sobie np. jeden kilogram jakiegoś promieniotwórczego izotopu pierwiastka, to będzie on stale przekształcał się w inny izotop. Nie stanie się to od razu, ale będzie trwało całe lata. Wyobraźmy sobie że stwierdziliśmy, że po 10 latach połowa naszego kilograma przekształciła się w inny izotop. Oryginalnego izotopu pozostało więc tylko 1/2 kg. Skoro tak, to możemy się spodziewać, że po kolejnych 10 latach połowa tego pozostałego izotopu znowu się rozpadnie a w naszej próbce pozostanie już tylko 1/4 kg oryginału. Możemy tak sobie iść dalej w przyszłość i dzielić coraz mniejsze ilości naszego izotopu na połówki co 10 lat. Te 10 lat w tym konkretnym przypadku jest tzw. czasem połowicznego rozpadu. Połowicznego, bo w ciągu 10 lat ilość izotopu spada o połowę i to bez względu na ilość początkową: mija 10 lat i mamy już 1/2 tego co mieliśmy, druga połowa się rozpadła.

Taki proces jest dość częsty w przyrodzie i nie dotyczy tylko promieniotwórczych pierwiastków. W każdym razie fizycy odkryli, że w systemach kwantowych, które nie mają kontaktu z otoczeniem, prawo rozkładu może nie działać. Okazuje się, że jeśli odizolować nasz układ, to funkcje falowe obiektów kwantowych, mogą nie ulegać dekoherencji. Tym samym niektóre obiekty mogą odtwarzać swój poprzedni stan kwantowy. Wynika z tego, że rozpad następować może wolniej, niż wynikałoby to z prawa opisanego wyżej.

To, że izolowane układy zachowują się trochę inaczej, jest niczym szczególnym. Problem polega na tym, że podobne naruszenie prawa rozpadu, zauważono w układach otwartych, nie izolowanych od otoczenia. Takich obserwacji dokonał Adolfo del Campo z Uniwersytetu Massachusetts i jego koledzy. Okazuje się że również takie nieizolowane układy potrafią odzyskać utracony stan kwantowy czyli, mówiąc po ludzku, wrócić do poprzedniego stanu.

Wydawałoby się, że to kolejny nudny news ze świata nauki. Co z tego wynika interesującego dla nas? Otóż rozpad, kojarzy się wszystkim z czymś nieodwracalnym, z czymś w rodzaju śmierci. Obserwacje wskazują, że od czasu do czasu układ kwantowy może przechować swój poprzedni stan i do niego wrócić. Może minąć bardzo długi czas, ale w końcu układ znowu staje się tym czym był. Czy jest to nieśmiertelność kwantowa, o której myślał Everet? A może jego koncepcja rozgałęziających się wszechświatów realizuje się jednym wszechświecie. Być może tu rozgrywają się wszystkie możliwości, tyle że w innym czasie, w końcu wcześniej czy później znowu będziemy tym czym byliśmy. W końcu kwantowo zmartwychwstaniemy.

Tak właśnie działa NAUKA!

  • 3
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz