Quantenphysik: Zeitpfeil bleibt trotz neuer Studie ein Rätsel

Ein Team der University of Surrey, darunter Andrea Rocco, hat bestehende Theorien über die Zeitrichtung auf Quantenebene in Frage gestellt. Die klassische Physik besagt, dass sich die Zeit aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik vorwärts bewegt, wodurch die Unordnung (Entropie) zunimmt. Grundlegende Gleichungen der Physik, wie die von Newton und Schrödinger, sind jedoch zeitumkehrinvariant, was darauf hindeutet, dass es keine bevorzugte Zeitrichtung gibt. Dies führt zu einem Konflikt: Wie erhält die Zeit eine Richtung, wenn die zugrunde liegenden Gleichungen symmetrisch sind? Die Forscher untersuchten ein Quantenobjekt in einem unendlichen Wärmebad und erwarteten, dass sie eine Energiedissipation feststellen würden, die eine Zeitrichtung anzeigen würde. Ihre strenge Analyse ergab jedoch, dass die Gleichungen zeitumkehrinvariant bleiben. Das System gleicht sich aus, egal ob es sich vorwärts oder rückwärts in der Zeit bewegt, und dissipiert in beiden Richtungen Energie. Dies deutet darauf hin, dass das System eine Zeitlinie 'wählt', die sich am zweiten Hauptsatz der Thermodynamik orientiert, aber der Grund für diese Auswahl bleibt unbekannt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Koexistenz entgegengesetzter Zeitpfeile ein allgemeines Phänomen ist, das auf andere Systeme anwendbar ist und das Rätsel des Zeitpfeils in der Quantenmechanik vertieft.