O tempo pode não fluir em apenas uma direção no mundo quântico

Uma nova pesquisa sugere que o fluxo do tempo em um nível quântico não precisa ir apenas em uma direção. Os sistemas quânticos, em certas condições, podem avançar e retroceder no tempo. E esta é uma descoberta muito emocionante.

Não estamos falando aqui sobre máquinas do tempo ou do reino quântico do Universo Marvel. Mas a maneira como vivenciamos o tempo em nosso nível pode não ser exatamente a verdadeira natureza do tempo.

O tempo é um dos grandes mistérios do universo. Nós o vivenciamos e sabemos que funciona de uma certa maneira, indo na mesma direção do passado para o futuro.

Essa direção particular – a seta do tempo, como é chamada – foi conectada ao conceito de entropia, a medida da desordem de um sistema. Em um sistema isolado, como o nosso universo, a entropia sempre aumentará e a direção do aumento corresponde à direção do passar do tempo.

Conforme relatado na revista Communications Physics, os pesquisadores analisaram fenômenos em que as mudanças de entropia são pequenas. Pelas propriedades fundamentais da mecânica quântica, é possível que a entropia diminua espontaneamente (como voltar no tempo). Eles também empregaram outra propriedade importante da mecânica quântica: a superposição. Nesse estado, seu sistema físico pode existir em várias configurações.

“Se um fenômeno produz uma grande quantidade de entropia, observar sua reversão no tempo é tão improvável que se torna essencialmente impossível. No entanto, quando a entropia produzida é pequena o suficiente, há uma probabilidade não desprezível de ver a reversão de um fenômeno ocorrer naturalmente”, disse a autora principal, Dra. Giulia Rubino, da Universidade de Bristol, em um comunicado.

“Podemos tomar a sequência de coisas que fazemos em nossa rotina matinal como exemplo. Se nos mostrassem nossa pasta de dente movendo-se da escova de dentes de volta para o tubo, não teríamos dúvidas de que era uma gravação retrocedida de nossos dias. No entanto, se apertássemos o tubo suavemente para que apenas uma pequena parte da pasta de dente saísse, não seria tão improvável observá-lo reentrando no tubo, sugado pela descompressão do tubo”.

A equipe internacional olhou para uma superposição quântica com um estado que evolui tanto para trás quanto para frente no tempo. Eles descobriram que, na maioria das vezes, isso faz com que o sistema avance no tempo. Mas, para pequenas mudanças de entropia, o sistema pode continuar a evoluir para frente e para trás no tempo.

Este trabalho aponta para a grande incógnita que é o Tempo em seu nível mais fundamental. E este trabalho sugere que podemos entendê-lo ainda menos do que pensávamos anteriormente.

“Embora o tempo seja frequentemente tratado como um parâmetro continuamente crescente, nosso estudo mostra que as leis que regem seu fluxo em contextos de mecânica quântica são muito mais complexas. Isso pode sugerir que precisamos repensar a maneira como representamos essa quantidade em todos os contextos onde as leis quânticas desempenham um papel crucial”, concluiu o Dr. Rubino.