Tudomány
Történelmi áttörés: a kvantumfizikában végre egyesült a tér és az idő
Több mint száz éve él együtt a fizika két alappillére, Einstein relativitáselmélete és a kvantummechanika – ám eddig makacsul ellenálltak az egységesítésnek. Most azonban egy nemzetközi kutatócsoport olyan elméleti áttörést ért el, amely alapjaiban változtathatja meg a kvantumvilágról alkotott képünket.
Seok Hyung Lie, a dél-koreai Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) kutatója és James Fullwood, a Hainan Egyetem professzora olyan matematikai keretrendszert dolgozott ki, amely először kezeli egységesen a térbeli és az időbeli kvantumjelenségeket. Az eredmény azért számít mérföldkőnek, mert a kvantummechanika eddig eltérő „nyelvet” használt a térben létező rendszerek és az időben lejátszódó folyamatok leírására.
Az új megközelítés lényege, hogy a kutatók a kvantumfolyamatok teljes időbeli alakulását egyetlen kvantumállapotként írják le. Ez lehetővé teszi, hogy az egymástól térben vagy időben elkülönülő kvantumrendszereket ugyanazzal a matematikai eszköztárral elemezzék. A módszer nemcsak elméletileg elegáns, hanem kísérletileg is releváns: a már létező mérési technikák új értelmezést nyerhetnek általa.
A felfedezés jelentősége messze túlmutat az elméleti fizika határain. Az egységes téridő-kvantumleírás felgyorsíthatja a kvantuminformatika, a kvantummérések és a kvantumkommunikáció fejlődését, és új utakat nyithat a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet egyesítése felé – ami a modern fizika egyik legnagyobb megoldatlan kérdése.
A kutatás azt az alapvető gondolatot erősíti meg, hogy az idő nem pusztán klasszikus háttér, hanem maga is kvantumos természetű lehet. Ez a szemléletváltás a jövőben alapjaiban formálhatja át a téridőről alkotott tudományos elképzeléseinket.
Forrás: Seok Hyung Lie et al.: Multipartite Quantum States over Time from Two Fundamental Assumptions, Physical Review Letters, 2025.