زمان می‌تواند از هر دو طرف در مواد جریان داشته باشد

به نظر می رسد زمان برای ما در یک جهت جریان دارد. ما هرگز شاهد بازگشت یک شیشه شکسته به شکل اولیه خود نیستیم، اما برای فیزیکدانان، این چندان درست نیست. معادلاتی که حرکت در زمان را توصیف می کنند به هر دو صورت عمل می کنند.

به گزارش ایسنا، برای مثال در فیلمی از حرکت آونگ، اگر آن را به صورت معکوس پخش کنید، حرکت آن در مقایسه با حالت اول یکسان به نظر می رسد. ما زمان را به دلیل قانون دیگری از طبیعت به نام قانون دوم ترمودینامیک غیرقابل برگشت می بینیم. این قانون می گوید که بی نظمی در یک سیستم همیشه افزایش می یابد. اگر شیشه شکسته خود را دوباره جمع کند، اختلال کاهش می یابد.

همین قانون در مورد کهنه شدن مواد نیز صدق می کند. اما فیزیکدانان دانشگاه فنی دارمشتات دریافته اند که اینطور نیست. آنها کشف کرده اند که حرکت مولکول ها در شیشه یا پلاستیک اگر از زاویه خاصی به آن نگاه کنید می تواند در زمان معکوس شود.

تیمی به رهبری تیل بومر در موسسه فیزیک ماده متراکم در دانشگاه فنی دارمشتات نتایج خود را در مجله Nature Physics منتشر کرده است.

ساعت شیشه ای داخلی

شیشه یا پلاستیک از شبکه در هم تنیده ای از مولکول ها ساخته شده است. این مولکول ها دائما در حال حرکت هستند و موقعیت خود را تغییر می دهند. آنها همیشه به دنبال یک حالت انرژی پایین تر هستند که بر خواص مواد در طول زمان تأثیر می گذارد، که به عنوان پیری شیشه تعریف می شود.

این فرآیند برای برخی از مواد مانند شیشه پنجره می تواند میلیاردها سال طول بکشد. فرآیند پیری را می‌توان به عنوان “زمان ماده” توصیف کرد، با این تصور که ماده دارای ساعتی است که تیک تیک متفاوتی نسبت به ساعت روی دیوار دارد و زمان ماده بسته به سرعتی که در آن مولکول‌های ماده مرتب می‌شوند سریع‌تر یا کندتر می‌شود. .

این مفهوم حدود 50 سال پیش مطرح شد، اما در این مدت هیچ کس قادر به اندازه گیری زمان ماده نبوده است. اکنون محققان دانشگاه فنی دارمشتات به رهبری پروفسور توماس بلوچوویچ این کار را برای اولین بار انجام داده اند.

یک کشف شگفت انگیز

بومر می گوید: «این یک چالش تجربی بزرگ بود. حرکات ظریف مولکول ها باید با یک دوربین فیلمبرداری بسیار حساس ثبت می شد.

بلوچوویچ می گوید: «شما نمی توانید فقط به مولکول هایی که در اطراف حرکت می کنند نگاه کنید.

اما محققان چیز غیر منتظره ای دیدند. آنها لیزر را بر روی یک نمونه شیشه ای تابیدند و مولکول های شیشه نور را پراکنده کردند. پرتوهای پراکنده نور روی هم قرار گرفتند و یک الگوی تصادفی از نقاط روشن و تاریک روی حسگر دوربین ایجاد کردند.

محققان با استفاده از روش های آماری توانستند نحوه تغییر این الگو را در طول زمان محاسبه کنند. این به آنها می گفت که ساعت داخلی مواد با چه سرعتی تیک تاک می کند.

بلوچوویچ می‌گوید: «این به اندازه‌گیری‌های بسیار دقیقی نیاز داشت که فقط با جدیدترین دوربین‌های فیلمبرداری امکان‌پذیر بود.

نتایج شگفت آور بود. آنها با کمک محققان دانشگاه Roskilde در دانمارک، حرکات مولکولی را در رابطه با زمان ماده تجزیه و تحلیل کردند. آنها دریافتند که این حرکات در زمان قابل برگشت هستند. این بدان معناست که اگر زمان مادی به عقب برود، مانند مثال ویدیوی آونگ، یکسان به نظر می رسد.

بومر تاکید کرد، با این حال، این بدان معنا نیست که کهنگی یا کهنگی مادی را می توان معکوس کرد، اما نتیجه نشان می دهد که مفهوم زمان مادی روش خوبی برای به تصویر کشیدن بخش غیرقابل برگشت پیری مواد است و تیک تاک آن نشان دهنده گذر از زمان است. زمان. برای خودش مادی است.

چه مفهومی داره؟

محققان همچنین دریافتند که تنها چیزهای خاصی که در این ماده حرکت می کنند به پیری آن کمک می کنند. فقط حرکات مربوط به زمان مادی مهم است. برای نشان دادن این موضوع، آنها از مثالی استفاده کردند که در آن کودکانی که در صندلی عقب ماشین بازی می کردند، بر حرکت ماشین تأثیری نداشتند.

محققان دانشگاه فنی دارمشتات معتقدند که این یافته در مورد تمام مواد نامنظم و نه فقط برای شیشه یا پلاستیک صدق می کند. آنها این فرضیه را با بررسی دو دسته از مواد و شبیه سازی یک ماده مدل در رایانه آزمایش کردند و در همه موارد به نتایج یکسانی رسیدند.

موفقیت فیزیکدانان تازه آغاز راه است. بلوچوویچ می‌گوید، این ما را با کوهی از سؤالات بی‌پاسخ مواجه می‌کند.

به عنوان مثال، آنها می خواهند بدانند که چگونه برگشت پذیری زمان ماده با برگشت پذیری قوانین فیزیکی طبیعت مرتبط است یا اینکه چگونه مواد مختلف ساعت های داخلی متفاوتی دارند.

محققان مشتاق هستند تا اکتشافات بیشتری در این زمینه انجام دهند، بنابراین می توان انتظار اکتشافات هیجان انگیزتری را داشت