SUMMA SUMMARUM
aneb pár novinek z vědy a pavědy

30. dubna 1998

Časové smyčky - může vesmír stvořit sám sebe?

Li-Xin Li a J. Richard Gott III z Princentonské univerzity uveřejnili 6. dubna v časopise Physical Review Letters článek obsahující zjištění, že kvantové efekty nezabraňují vzniku časových smyček.

Otázka po prvotní příčině, či zda byla dříve slepice nebo vejce, vrtá lidem hlavou odpradávna. Vědci dnes všeobecně spojují počátek vesmíru s událostí Velkého třesku. Co bylo ale před Velkým třeskem? Možná však je tato otázka položena zcela špatně. Li a Gott se spíše snaží zjistit, zda něco brání tomu, aby vesmír stvořil sám sebe.

Obecná teorie relativity umožňuje vznik tzv. uzavřených časupodobných křivek (closed timelike curves, CTC). V roce 1982 W. A. Hiscock a D. A. Konkowski spočítali kvantové stavy vakua rozšířením jednoduchého Misnerova časoprostoru, který CTC obsahuje. Jejich výsledek však ukazoval, že taková kombinace gravitačního časoprostorového a kvantového stavu vakua nemůže existovat. Na základě tohoto výsledku S. W. Hawking formuloval fyzikální zákon, který nedovoluje existenci CTC. Podle něj tedy kvantová teorie vylučuje cesty časem.

Misnerův časoprostor však vykazuje více typů stavů vakua. Li a Gott ve své práci nalezli self-konzistentní vakuum, tj. stav, ve kterém cesta zpět časem neovlivňuje pozdější události a neklade tedy žádné překážky existenci CTC.

To ještě neznamená, že je možné postavit stroj času. Zakřivení časoprostoru by něco takového prakticky znemožnilo. Paní Konkowská navíc namítá, že model používá hrubé aproximace a nekoresponduje tedy dostatečně s fyzikální realitou. Možnost CTC za jistých extremních podmínek však může zodpovědět otázku po původu vesmíru. Vesmír se možná vylíhl z vejce, které předtím sám snesl.

J. Richard Gott, III and Li-Xin Li: Can the Universe Create Itself?
Li-Xin Li, J. Richard Gott, III: A Self-Consistent Vacuum for Misner Space and the Chronology Protection Conjecture

Poslední mezon objeven

Mezinárodní skupina vědců pracující na srážkovém detektoru (CDF) ve Fermiho laboratoři v USA, ohlásila počátkem dubna objev posledního z mezonů předpovězených podle Standardního modelu s označením B_c. Je tvořen tzv. půvabným kvarkem a spodním antikvarkem.

Mezony jsou středně těžké částice podléhající silné interakci, tedy hadrony, s celočíselným spinem, složené z jednoho kvarku a jednoho antikvarku. První mezon - π (pion) byl objeven roku 1947, při pozorování stop částic kosmického záření. Následovaly objevy dalších tzv. podivných mezonů - K⁰ a K⁺ - v letech 1949 - 1951. V 60. letech vznikla teorie složení hadronů z kvarků (M. Gell-Man a G. Zweig). Původně se předpokládalo že existují tři kvarky a jim odpovídající antikvarky. V roce 1974 byla objevena nezávisle dvěma laboratořemi nová částice pojmenovaná jako J či ψ, později značená kompromisně J/ψ, což vedlo k nutnosti rozšířit počet kvarků o další tři. Byl vytvořen tzv. Standardní model, tedy jakási periodická tabulka částic. Všechny předpovězené mezony tvořené možnými kombinacemi kvarků byly již dříve pozorovány v kosmickém záření nebo při kolizních experimentech. Jen poslední nejlehčí mezon se dlouho nedařilo najít. Až letos poskytl experiment, na kterém pracovalo asi 450 vědců z mnoha zemí, konečně dostatek informací a očekávaný objev byl učiněn. Experimentálně zjištěná doba života nalezeného mezonu však byla jen poloviční oproti teoreticky předpovězené hodnotě - půl biliontiny sekundy. Toto zjištění pomůže upřesnit teoretické modely a dá patrně odpověď na některé dosud nerozřešené otázky.

Observation of B_c Mesons in p-pbar Collisions at sqrt(s)=1.8 TeV
Discovery of the B_c Meson

Kvantová teleportace

V loňském prosincovém čísle Nature uveřejnil tým vědců pod vedením A. Zeilingera z Univerzity v Innsbrucku zprávu o provedeném pokusu s kvantovou teleportací . V únoru zveřejnil jiný, tentokrát italsko-anglický tým článek o obdobném experimentálním důkazu v Physical Review Letters.

Při pokusech se podařilo ukázat, že je možné přenést vlastnosti jedné částice na druhou, v tomto případě polarizačního stavu fotonu. Až do nedávné doby se zdálo něco takového vzhledem k Heisenbergově principu neurčitosti zhola nemožné. Pro vytvoření duplikátu částice by bylo totiž třeba určit současně její přesnou hybnost a polohu což právě Heisenbergův princip vylučuje. Skupina Charlese Bennetta z IBM Research však již v roce 1993 navrhla, že princip neurčitosti lze obejít a kvantový stav částice přenést, aniž bychom o něm získali nějakou informaci. Jejich teorie se opírá o slavný a kontroverzní Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) efekt z roku 1930. Jde o to, že při styku dvou částic dojde k jejich EPR korelaci neboli "zapletení" (entanglement) a obě se stanou částí jednoho kvantového systému. Tímto způsobem lze předat informaci o kvantovém stavu, aniž by bylo provedeno "měření". Až do innsbruckého a římského experimentu se však něco takového nepodařilo dokázat experimentálně.

Teleportovat kpt. Kirka vzhůru na kosmický koráb nebude asi ještě nějakou dobu možné. Určité vyhlídky na praktické využití tohoto efektu jsou však již na obzoru. Jsou to kvantové počítače a kvantová kryptografie, což je i důvod pro zájem ze strany IBM.

D. Bouwmeester, J.-W. Pan, K. Mattle, M. Eibl, H. Weinfurter, A. Zeilinger: Experimental Quantum Teleportation
Henry Gee: Experimental quantum teleportation
D. Boschi, S. Branca, F. De Martini, L. Hardy, S. Popescu: Experimental Realization of Teleporting an Unknown Pure Quantum State via Dual Classical and Einstein-Podolsky-Rosen Channels

Číňan do vesmíru

Ve středu 22. dubna přinesl čínský deník Guangzou prohlášení, že u příležitosti 50-tého výročí založení ČLR, t.j. v roce 1999, hodlá Čína vyslat svého prvního muže do vesmíru. I když byli v ruském výcvikovém středisku údajně vyškoleni dva čínští kosmonauti, není vyslání čínské kosmické lodi s lidskou posádkou příliš pravděpodobné, neboť podle tvrzení analytiků na to nemá v současné době Čína potřebnou techniku ani finanční prostředky. No, počkejme si, uvidíme ...

Pověrčivost in the U.S.A.

Noviny USA Today přinesly 20. dubna výsledky průzkumu, který ukazuje kolik procent Američanů věří v různé nadpřirozené jevy ve srovnání s rokem 1976.

	1998	1976
spiritualismus	52%	12%
léčitelství	45%	10%
astrologie	37%	17%
UFO	30%	24%
reinkarnace	25%	9%
věštění	14%	4%

Ceny Pigasus uděleny

Jako každoročně byli na 1. apríla oznámeni noví držitelé trofeje s podobou okřídleného prasete - Pigasus. Cenu uděluje Vzdělávací nadace Jamese Randiho Výherci budou zpraveni telepaticky. Ceny budou předány pomocí telekineze.

Cena v první kategorii, udělovaná vědci za nejhloupější počin ve vztahu k okultním vědám, nadpřirozenu a paranormálním jevům, patří Dr. Michaelu Guillenovi z ABC News za jeho přínos pseudovědě a šarlatánství. V kategorii druhé - podpůrné nadaci za financování nejzbytečnější studie okultních věd, nadpřirozena a paranormálních jevů - je cena udělena Office of Alternative Medicine (Úřadu alternativní medicíny) amerického Národního ústavu zdraví, který při jeho ročním rozpočtu 20 miliónu dolarů nikdy nenapadlo financovat test dotykové terapie či jiné alternativní metody. Ve třetí kategorii věnované médiím poputuje cena opět do ABC-TV News za jejich propagaci studené fůze, astrologie a dalších okultností. V poslední kategorii udělované šarlatánům, kterým se podařilo oklamat co největší počet lidí s co nejmenším úsilím, připadá cena všem astrologům a věštcům, kteří ještě pár hodin před její smrtí, věštili princezně Dianě tu nejsvětlejší budoucnost.

vybral a zpracoval David Knespl
Text je dovoleno volně šířit pro bezplatné použití.