Основной охватываемый период – ноябрь 2024 г. - февраль 2025 г.

 Разделы: Гуманитарное знание / Междисциплинарный аспект. Физика. Биология и медицина. Путешествия во времени. Искусство. Разное. Часть 3

Физика

Dennis Dieks. Radical perspectivalism, locality and relativity = Радикальный перспективизм, локальность и относительность. Foundations of Physics, vol. 55. April 15, 2025. В открытом доступе.

Перспективизм – естественный компонент унитарной одномировой квантовой механики. Утверждается, что радикальная версия перспективизма способна предоставить локальные и релятивистски ковариантные описания физических процессов и, тем самым, предлагает выход из нескольких теорем запрета (no-go).
Согласно радикальному перспективизму, различные перспективы независимы друг от друга и остаются таковыми даже тогда, когда они вступают в причинный контакт. Это приводит к мировоззрению, которое крайне контринтуитивно, однако не приводит к конфликтам с опытом. Более того, локальность и совместимость с теорией относительности являются положительными моментами радикального перспективизма ...

Could an extra time dimension reconcile quantum entanglement with local causality? = Может ли дополнительное временное измерение примирить квантовую запутанность с локальной причинностью? Physics World. April 25, 2025

Нелокальные корреляции, определяющие квантовую запутанность, можно было бы согласовать с теорией относительности Эйнштейна, если бы пространство-время имело два временных измерения.
Ещё раз о новой теоретической работе (Marco Pettini. Quantum entanglement without nonlocal causation ... , см. в предыдущем выпуске).
Данная теория расширяет нелокальные теории скрытых переменных квантовой запутанности и предлагает потенциальную экспериментальную проверку.
Автор, физик-теоретик из Университета Экс-Марсель, говорит, что идея возникла из разговоров с Роджером Пенроузом. "Он сказал мне, что, с его точки зрения, квантовая запутанность – величайшая загадка, которая есть у нас в физике ... ". И эта загадка заключена в неравенстве Белла ...
Если наблюдатели разделены настолько большим расстоянием, что информация о состоянии скрытой переменной должна была бы перемещаться между ними быстрее света, то теория скрытых переменных нарушает относительность. Белл вывел неравенство, показывающее максимальную степень корреляции между измерениями, возможную, если бы каждая частица несла такую "локальную" скрытую переменную, и показал, что она действительно нарушается квантовой механикой.
Более сложная альтернатива, исследованная физиками-теоретиками Дэвидом Бомом и Джеффри Бабом, а также самим Беллом, – это "нелокальная" скрытая переменная. Постулируется, что частица, включая скрытую переменную, действительно находится в суперпозиции и определяется развивающейся волновой функцией. Десятилетиями исследователи считали, что коллапс волновой функции может распространяться быстрее света, не допуская сверхпорогового обмена информацией, а значит, не нарушая специальную теорию относительности. Однако в 2012 году исследователи показали, что любое распространение коллапса с конечной скоростью позволит осуществлять сверхсветовую передачу информации.
"Я встречался с Роджером Пенроузом несколько раз, и во время разговора с ним я спрашивал: "Ну, а почему бы нам не использовать дополнительное временное измерение?"" Частицы могли бы иметь пятимерные волновые функции (три пространственных, две временных), а коллапс мог распространяться через дополнительное временное измерение, позволяя ему казаться мгновенным. Проблема, которую предвидел Пенроуз, заключалась в том, что это позволило бы путешествовать во времени и, как следствие, возможность путешествовать назад через "дополнительное время", чтобы убить своих предков или иным образом нарушить причинность. Однако автор говорит, что он "недавно нашел в литературе статью, которая вдохновила на некоторые относительно стандартные модификации метрики расширенного пространства-времени, в котором массивные частицы ограничены относительно дополнительного временного измерения… Поскольку мы сделаны из массивных частиц, мы этого не видим".
........................................................................................................................

Dario Cafasso, Nicola Pranzini, Jorge Yago Malo, Vittorio Giovannetti, Marilu Chiofalo. Quantum time and the time-dilation induced interaction transfer mechanism = Квантовое время и механизм передачи взаимодействия, вызванный замедлением времени. Physical Review D, 110, 106014. November 22, 2024.

Если у нас есть двухкомпонентная квантовая система в собственном энергетическом состоянии, то динамическое описание одного компонента может быть получено посредством запутывания, используя другой компонент в качестве часов. В этом суть механизма Пейджа и Вуттерса. Более того, если часы подвержены гравитационно-подобному взаимодействию, то относительная эволюция времени описывается уравнением Шрёдингера с замедленным временем, в котором так называемый оператор красного смещения описывает чисто квантовый эффект, аналогичный гравитационному замедлению времени. "Здесь мы принимаем непертурбативный подход и представляем конечномерное обобщение данного механизма, выражая эффект квантового замедления времени как эффективное взаимодействие, включающее ранее не взаимодействующие компоненты системы. Мы называем это механизмом переноса взаимодействия, вызванного замедлением времени (TiDIT), и обсуждаем пример с использованием двух связанных спинов в качестве модели квантовых часов. Наш подход подходит для реализаций в современных квантовых технологиях и предоставляет новый инструмент для исследования гравитации на стыке с квантовой физикой …" На arXiv.

Nemanja Kaloper. Origin of the arrow of time in quantum mechanics = Происхождение стрелы времени в квантовой механике. International Journal of Modern Physics D, Vol. 33, No. 11. 2024. В открытом доступе.

Время, "кажется", имеет стрелу или некоторое направление потока, которое придает смысл причинно-следственному порядку событий. Однако в микрофизике многие локальные микрофизические законы инвариантны относительно обращения времени. Это подразумевает, что микроскопическая стрела времени отсутствует. Данное обстоятельство часто воспринимается как то, что стрела времени возникает макроскопически и, возможно, из космологии. Примером может служить второй закон термодинамики ... И хотя это имеет смысл, это всё же "скачок веры" – заявлять, что фундаментальная стрела времени возникает вместе с Вселенной из-за соображений энтропии. Если это так, то это может заставить очень одинокого наблюдателя в какой-то очень холодной и темной части Вселенной "знать" о стреле времени, несмотря на отсутствие обмена опытом с остальным миром ...
"Мы отмечаем, что стрела времени естественным образом индуцируется квантово-механической эволюцией, когда системы имеют очень большое число N невырожденных состояний и ограниченный снизу гамильтониан. Когда N конечно, стрела несовершенна, поскольку эволюция может воскрешать прошлые состояния. В пределе N > ∞ стрела фиксируется "зубом времени": распадом возбужденных состояний, вызванным спонтанным излучением в основное состояние, опосредованным взаимодействиями и большим количеством продуктов распада, которые переносят энергию и информацию в бесконечность. Это применимо к отдельным изолированным атомам и не требует связи с отдельной большой тепловой ванной ... "

Merlin Fullgraf, Jiaozi Wang, Jochen Gemmer. Evidence for simple arrow of time functions in closed chaotic quantum systems = Доказательства простых стрел функций времени в замкнутых хаотических квантовых системах. Physical Review E, 111, 024140. February 24, 2025.

Есть ли тенденция в замкнутых, неуправляемых квантовых системах приближаться к равновесию монотонным образом? И если да, как можно даже точно определить все несколько неопределенные понятия в данном вопросе? Очевидно, что вопрос связан с так называемой "стрелой времени" ...
"С помощью явного построения мы назначаем любой бесконечной температурной автокорреляционной функции C(t) набор функций αⁿ(t). Построение αⁿ (t) из C (t) требует первых 2n временных производных C(t) в моменты времени 0 и t. Наше внимание сосредоточено на αⁿ (t), которые (почти) монотонно убывают; мы называем их "стрелами функций времени" (AOTF) ... " На arXiv.

Тоже интересно: Andreas Henriksson. On the statistical arrow of time = О статистической стреле времени. Qeios. April 3, 2023.

Если точка зрения такова, что именно второй закон диктует направленность времени, то должен следовать вывод: для бесконечно мудрого наблюдателя, который может определить начальные условия и законы движения с бесконечной точностью, эволюция системы полностью обратима во времени. Для такого просвещенного наблюдателя не существует стрелы времени. Время не течет в будущее из прошлого. Кажущееся уникальное направление, в котором течет время, т. е. к будущему, является просто следствием того факта, что наблюдатель не обладает бесконечным знанием о рассматриваемой системе. Для подобного невежественного наблюдателя экспоненциально более вероятно, что система развивается таким образом, что возможные пути расходятся в фазовом пространстве. Расходящаяся эволюция определяет направление, или стрелу, времени, как это видно с точки зрения наблюдателя. В маловероятном сценарии, когда возможные пути сходятся с большей скоростью, чем расходятся, так что в среднем получается информация, система будет наблюдаться развивающейся назад во времени. Тогда логичным философским вопросом, который следует задать, является: может ли кажущаяся универсальной черта стрелы времени, текущей в будущее для всех наблюдателей, действительно быть обязанной своим существованием неспособности наблюдателя полностью определить состояние системы с бесконечной точностью?
........................................................................................................................
Для того, чтобы поддерживать идею о том, что стрела времени является фундаментальной, необходимо отказаться от идеи, что ее происхождение как-то связано с концепцией энтропии и вторым законом термодинамики. В таком сценарии кажется логичным рассматривать неопределенность в квантовой механике как источник стрелы времени, учитывая, что принимается точка зрения, согласно которой квантовая вероятность независима от наблюдателя. Этот подход был недавно изучен, и утверждается, что накопление квантовой запутанности между системой и ее окружением приводит систему к статистическому равновесию.
Препринт.

Автор – лектор по физике и математике, Школа при соборе Ставангера.

Другой препринт этого же автора: Andreas Henriksson. On the cosmological arrow of time = О космологической стреле времени. Qeios. May 3, 2023.

[Кристоф] Веттерих предложил альтернативную картину расширяющейся Вселенной, где наблюдаемое космологическое красное смещение можно эквивалентно рассматривать как происходящее из увеличения массы частиц с течением времени.
Как можно интерпретировать космологическую стрелу времени в статической Вселенной, где массы частиц увеличиваются? "Мы придерживаемся философской точки зрения, что набор минимумов в эффективном потенциале квантовой теории поля с нарушенной симметрией представляет собой физически сосуществующие основные состояния. Предполагается, что туннелирование энергии, переносимой инстантонами, в пределах набора основных состояний вызывает изменение масс частиц. Направленность, в которой энергия инстантона стремится течь, т. е. от основных состояний с высокой плотностью энергии к основным состояниям с низкой плотностью энергии, определяет тогда космологическую стрелу времени. Сделан вывод, что предпосылки, на которых построена данная статья, т. е. предположение о том, что набор основных состояний физически сосуществует, недействительны, если оказывается невозможным предоставить обоснованный аргумент в пользу увеличения энтропии в сжимающемся пространстве-времени. Это происходит потому, что в противном случае нарушается второй закон термодинамики ... "

См. также: Cosma Rohilla Shalizi, Cristopher Moore. What is a macrostate? Subjective observations and objective dynamics = Что такое макросостояние? Субъективные наблюдения и объективная динамика. Foundations of Physics, vol. 55. December 20, 2024.

Авторы рассматривают вопрос о том, являются термодинамические макросостояния объективными следствиями динамики или они представляют субъективные отражения нашего незнания физической системы. "Мы утверждаем, что они являются и тем, и другим; более конкретно, что набор макросостояний образует уникальное максимальное разбиение фазового пространства, которое (1) согласуется с нашими наблюдениями (субъективный факт о нашей способности наблюдать систему) и (2) подчиняется марковскому процессу (объективный факт о динамике системы). Мы рассматриваем идеи вычислительной механики, информационно-теоретического метода для поиска оптимальных причинных моделей стохастических процессов, и утверждаем, что макросостояния совпадают с "причинными состояниями" вычислительной механики. Таким образом, определение набора макросостояний состоит из индуктивного процесса, в котором мы начинаем с заданного набора наблюдаемых, а затем уточняем наше разбиение фазового пространства, пока не достигнем набора состояний, которые предсказывают свое собственное будущее, т. е. которые являются марковскими. Макросостояния, полученные таким образом, являются доказуемо оптимальными статистическими предикторами будущих значений наших наблюдаемых ... " На arXiv.

Zura Kakushadze. Demystifying arrow of time = Демистификация стрелы времени. NanoStudies, Issue 23/24 (2024). В открытом доступе.

Научные обсуждения стрелы времени часто становятся довольно запутанными из-за очень сложных систем, с которыми они имеют дело. А популярная литература часто передает сообщения, которые, как правило, теряются при переводе. Цель данной заметки – демистифицировать стрелу времени, отбросив ненужные сложности и тем самым упростив обсуждение.
"Мы делаем это, приводя примеры, которые точно решаемы и позволяют легко увидеть первопричину кажущейся "необратимости времени". Мы также обсуждаем решения "обращений времени", где начальное состояние развивается таким образом, что достигает состояния, которое совпадает с начальным состоянием, двигаясь назад во времени. Эти решения достаточно просты, чтобы быть понятными старшекласснику. Мы обсуждаем стрелу времени как в классических, так и в квантовых условиях, в том числе в космологическом контексте ... "

Piero Olla. Ergodicity breaking and restoration in models of heat transport with microscopic reversibility = Нарушение и восстановление эргодичности в моделях переноса тепла с микроскопической обратимостью. Physical Review E, 111, 014155. January 31, 2025.

Аналитически изучается поведение решеточных моделей, в которых обратимость времени обеспечивается на уровне траекторий как микроскопическая обратимость. Исследуются условия нарушения эргодичности. Приводится несколько примеров систем, характеризующихся дополнительной сохраняющейся величиной помимо энергии. Все системы характеризуются восстановлением эргодичности при контакте с тепловой ванной, за исключением определенных выборов взаимодействий между атомами в системе и ванной. Исследование показывает, что дополнительные сохраняющиеся величины возвращаются, чтобы играть роль в неравновесных условиях ... На arXiv.

Jian-Peng Dou, Feng Lu, Hao Tang, Xian-Min Jin. Test of nonlocal energy alteration between two quantum memories = Тест нелокального изменения энергии между двумя квантовыми памятями. Physical Review Letters, 134, 093601. March 3, 2025.

Когда две частицы запутаны по спину, одна из них может демонстрировать поведение, предполагающее, что ее спин может нелокально влиять на спин другой частицы. Это подразумевает, что энергия последней частицы может быть изменена нелокальной квантовой корреляцией, не допуская никакой формы сверхсветовой коммуникации. Однако такое изменение энергии еще предстоит экспериментально подтвердить.
"Чтобы проверить это явление, мы строим неполный интерферометр Маха-Цендера, использующий две квантовые памяти. Фотон Стокса, генерируемый квантовыми памятями (квантовыми воспоминаниями), служит первой частицей, тогда как атомное возбуждение, хранящееся в воспоминаниях, действует как вторая частица. Наши результаты показывают, что если интерпретация де Бройля-Бома реалистична, траектория фотона Стокса может быть нелокально затронута легким зондированием атомного возбуждения. И наоборот, положение атомного возбуждения, а также энергия ℏ𝜔_hf, которую оно несёт, тоже могут быть нелокально изменены путем управления фотоном Стокса. Данные результаты подчеркивают сохраняющуюся актуальность нелокальности в теориях скрытых параметров, что согласуется с теоремой Белла и недавними экспериментальными подтверждениями, при этом ясно показывая, что такие явления не нарушают принципы теории относительности ... "

Кратко Phys.org.

Gregory D. Scholes, Graziano Amati. Quantumlike product states constructed from classical networks = Квантовоподобные состояния продукта, построенные на основе классических сетей. Physical Review Letters, 134, 060202. February 13, 2025.

Можно ли спроектировать сложные классические системы таким образом, чтобы они демонстрировали суперпозиции тензорных произведений базисных состояний, тем самым имитируя квантовые состояния? "Мы демонстрируем однозначное соответствие между базисом произведений квантовых состояний, включающим произвольное число кубитов, и собственными состояниями конструкции, включающей классические сети осцилляторов ... " На arXiv.

Guanghui He, Bingtian Ye, Ruotian Gong, Changyu Yao, Zhongyuan Liu, Kater W. Murch, Norman Y. Yao, Chong Zu. Experimental realization of discrete time quasicrystals = Экспериментальная реализация квазикристаллов дискретного времени. Physical Review X, 15, 011055. March 12, 2025. В открытом доступе.

Периодически управляемые системы Флоке могут порождать уникальные неравновесные фазы материи без равновесных аналогов. Наиболее ярким примером является реализация кристаллов дискретного времени. Возникает интригующий вопрос: какие еще новые фазы могут проявляться, когда ограничение периодичности времени ослабляется?
"В данном исследовании мы изучаем квантовые системы, подвергнутые квазипериодическому приводу. Используя сильно взаимодействующий ансамбль спинов в алмазе, мы выявляем возникновение долгоживущих квазикристаллов дискретного времени. В отличие от обычных кристаллов времени, квазикристаллы времени демонстрируют надежные субгармонические отклики на нескольких несоизмеримых частотах. Кроме того, мы показываем, что многочастотная природа квазипериодического привода позволяет формировать разнообразные паттерны, связанные с различными дискретными временными квазикристаллическими фазами. Наши результаты демонстрируют существование неравновесных фаз в квази-Флоке-установках, что значительно расширяет каталог новых явлений в управляемых многочастичных квантовых системах ... "
Полученные результаты представили первое экспериментальное доказательство того, что долгоживущий надежный квазикристалл дискретного времени может быть реализован в квазипериодически управляемых квантовых системах многих тел. Такой порядок указанного кристалла времени принципиально отличается от тех, которые достигаются с использованием обычного гамильтониана Флоке, значительно расширяя ландшафт возможных неравновесных фаз материи. В частности, устраняется разрыв между пространственными и временными квазикристаллами, предлагая новую парадигму для изучения сложных явлений нарушения симметрии во времени …

О данном исследовании: Ryan Wilkinson. A new type of time crystal = Новый тип кристалла времени. Physics, 18, s28. March 12, 2025.

В обычных кристаллах атомы или молекулы образуют повторяющийся узор в пространстве. В квантовых системах, известных как кристаллы времени, частицы образуют повторяющийся узор как в пространстве, так и во времени. Эти системы были предсказаны в 2012 году и впервые продемонстрированы в 2016 году. Теперь группа исследователей экспериментально реализовала новую форму кристалла времени, называемую квазикристаллом дискретного времени. Группа предполагает, что такие состояния могут быть полезны для высокоточного зондирования и передовой обработки сигналов.
Обычные кристаллы времени создаются путем воздействия на совокупность частиц внешней движущей силы, которая является периодической во времени. Вместо этого исследователи выбрали квазипериодический привод в форме структурированной, но неповторяющейся последовательности микроволновых импульсов. Они применили такой квазипериодический привод к ансамблю сильно взаимодействующих спинов, связанных со структурными дефектами, известными как азотно-вакансионные центры, в алмазе. Затем отслеживалась результирующая динамика данных спинов с помощью лазерного микроскопа.
Исследователи сделали три ключевых наблюдения. Во-первых, спины образовали структурированный, но неповторяющийся узор во времени. Во-вторых, это состояние было долгоживущим и устойчивым к внешним возмущениям из-за сильного взаимодействия спинов. И, в-третьих, увеличение сложности квазипериодического привода позволило генерировать более сложные узоры. Следующим шагом полагается построение рассматриваемых состояний с использованием альтернативных платформ, таких как ультрахолодные атомы, сверхпроводящие квантовые биты или спиновые дефекты в двумерных материалах.

Далее очень кратко о некоторых последних исследованиях кристаллов времени и смежных темах

Yevgeny Bar Lev, Achilleas Lazarides. Discrete time crystals in unbounded potentials = Кристаллы дискретного времени в неограниченных потенциалах. Physical Review Letters, 133, 200401. November 12, 2024.

В последние годы кристаллические фазы с дискретным временем привлекли значительное теоретическое и экспериментальное внимание. Такие системы требуют, казалось бы, невозможного сочетания неадиабатического движения и долговременного состояния с конечной энтропией, что осуществимо в неэргодических системах. Предыдущие работы часто опирались на беспорядок для требуемой неэргодичности. "Здесь мы описываем построение фазы кристалла с дискретным временем в неупорядоченных, неинтегрируемых системах типа Изинга. После обсуждения условий для взаимодействующих и периодически управляемых систем для отображения таких фаз в целом мы предлагаем конкретную модель, а затем приводим приблизительные аналитические аргументы и прямые численные доказательства того, что она удовлетворяет условиям и отображает фазу кристалла дискретного времени, устойчивую к локальным периодическим возмущениям ... " На arXiv.

Stuart Yi-Thomas, Jay D. Sau. Theory for dissipative time crystals in coupled parametric oscillators = Теория диссипативных кристаллов времени в связанных параметрических осцилляторах. Physical Review Letters, 133, 266601. December 23, 2024.

Авторы предлагают классическую систему слабонелинейных параметрически управляемых связанных осцилляторов в качестве испытательного стенда для понимания фаз материи, нарушающих дискретную временную трансляционную симметрию периодически управляемой системы ... На arXiv.

Parvinder Solanki, Midhun Krishna, Michal Hajdusek, Christoph Bruder, Sai Vinjanampathy. Exotic synchronization in continuous time crystals outside the symmetric subspace = Экзотическая синхронизация в кристаллах непрерывного времени вне симметричного подпространства. Physical Review Letters, 133, 260403. December 27, 2024.

Исследование кристаллов непрерывного времени в симметричном подпространстве спиновых систем стало предметом интенсивных исследований. До сих пор стабильность фазы временного кристалла вне симметричного подпространства в таких спиновых системах оставалась в значительной степени неизученной.
Авторы исследуют влияние включения асимметричных подпространств на динамику кристаллов непрерывного времени в управляемой диссипативной спиновой модели. Это приводит к мультистабильности, и динамика становится зависимой от начального состояния. Данная мультистабильность приводит к экзотическим режимам синхронизации, таким как химерные состояния и кластерная синхронизация в ансамбле связанных идентичных кристаллов непрерывного времени. Это приводит и к другим нелинейным явлениям – таким как "смерть колебаний" и "сигнатура хаоса" ... На arXiv.

Hurtado-Gutierrez, R., Perez-Espigares, C., Hurtado, P. I. Programmable time crystals from higher-order packing fields = Программируемые кристаллы времени из "полей упаковки" более высокого порядка. Physical Review E, 111, 034119. March 17, 2025.

Предлагается общий механизм для построения программируемых кристаллов непрерывного времени в управляемых диффузионных жидкостях, основанный на гидродинамике.
Недавние результаты показали, что соединение внешнего поля упаковки с флуктуациями плотности в управляемых диффузионных жидкостях может вызвать переход в фазу кристалла времени. "Здесь мы используем данный механизм для проектирования и управления программируемыми по требованию кристаллами непрерывного времени, характеризующимися произвольным числом вращающихся конденсатов, которые могут быть дополнительно улучшены с помощью мод более высокого порядка ... Мы иллюстрируем наши выводы, решая гидродинамические уравнения для различных парадигматических управляемых диффузионных систем, получая попутно ряд замечательных результатов, например, возможность взрывных фаз кристалла времени, характеризующихся резким переходом первого порядка. В целом, данные результаты демонстрируют универсальность и широкие возможности этого многообещающего пути создания кристаллов времени ... " На arXiv (см. библиографию).

Zhanpeng Fu, Roderich Moessner, Hongzheng Zhao, Marin Bukov. Engineering hierarchical symmetries = Инженерные иерархические симметрии. Physical Review X, 14, 041070. December 27, 2024. В открытом доступе.

Представлен новый метод конструирования иерархических симметрий с помощью протоколов, зависящих от времени.
Симметрия играет решающую роль в понимании фундаментальных явлений, таких как законы сохранения, классификация фаз материи и их переходы. Исследователи изучают способы манипулирования симметриями в квантовых многочастичных системах с помощью протоколов управления, зависящих от времени, и, в частности, конструирования новых симметрий, не встречающихся в природе. Это значительно обогащает набор инструментов для квантового моделирования и вычислений и привело ко многим захватывающим открытиям неравновесных фаз, таких как кристаллы дискретного времени. Однако управление множественными симметриями, особенно простым и экспериментально удобным способом, остается сложной задачей. "В данной работе мы предлагаем новый метод конструирования иерархических симметрий с помощью протоколов, зависящих от времени ...
Мы показываем, как создать последовательность симметрий, которые возникают одна за другой, каждая с различными свойствами. Наш метод основан на рекурсивной конструкции, которая иерархически минимизирует эффекты процессов нарушения симметрии. Это приводит к соответствующей последовательности дотермических (предтермических) стационарных состояний с контролируемым временем жизни, каждое из которых демонстрирует более низкую симметрию, чем предыдущее. Мы иллюстрируем этот протокол несколькими примерами, демонстрируя, как различные типы порядка могут возникать посредством иерархического нарушения симметрии.
Данный набор инструментов иерархических симметрий открывает новый путь к стабилизации квантовых состояний и контролю нежелательных эффектов нарушения симметрии, что может быть особенно полезно в квантовых вычислениях и квантовом моделировании. Конструкция применима к классическим и квантовым, фермионным и бозонным, взаимодействующим и невзаимодействующим системам ... "

Joshua Feis, Sebastian Weidemann, Tom Sheppard, Hannah M. Price, Alexander Szameit. Space-time-topological events in photonic quantum walks = Пространственно-временные топологические события в фотонных квантовых блужданиях. Nature Photonics. April 4, 2025. В открытом доступе.

Время, образно и буквально, становится новым измерением для кристаллической материи. Недавно сообщалось о кристаллах времени и кристаллах пространства-времени, которые демонстрируют периодичность во времени и пространстве-времени соответственно, с уникальными свойствами, такими как спектры, содержащие щели (зазоры) не только в энергии, но и в импульсе. Фундаментальное переосмысление роли времени, которое в отличие от пространства демонстрирует уникальную однонаправленность, называемую "стрелой времени", обещает новое измерение для топологической физики, устанавливая парадигмы времени и топологии пространства-времени ...
"Мы находим инвариант топологии времени и устанавливаем его связь с наблюдаемыми топологическими состояниями времени. Выходя за рамки отдельных концепций топологии пространства и времени, мы затем предлагаем и реализуем систему с энергетическим и импульсным зазором и вводим концепцию топологии пространства-времени, что приводит к топологическим состояниям, локализованным как в пространстве, так и во времени, тем самым формируя топологические события пространства-времени. Мы демонстрируем, что они связаны с уникальными эффектами, такими как подавленная причинно-следственная связь или ограниченный коллапс пространственно-временной локализации. Наше исследование предоставляет модель топологии времени и пространства-времени ...
В области топологической физики мы ожидаем новую роль причинности и неэрмитовости, вдохновленную временем и топологией пространства-времени. Эти концепции далее приглашают к исследованию связей с другими областями, где стрела времени играет важную роль. Более того, наши результаты позволяют осуществлять топологическое формирование волн в пространстве и времени, например, в области пространственно-временного управления волнами для визуализации или связи, а также в топологических лазерах ... "

William Brown. Time crystals in quantum computers and even "ordinary" material = Кристаллы времени в квантовых компьютерах и даже "обычном" материале. The International Space Federation - Physics. January 13, 2025.

Продолжая бросать вызов общепринятым представлениям о термодинамике и динамических системах, эта замечательная новая фаза материи имеет возможность произвести революцию в квантовых компьютерах и даже может дать представление о биологии и обработке информации в живых организмах. Аналитический обзор.

Автор – биофизик, доктор наук. Является частью исследовательской группы в Международной космической федерации по линии клеточной и молекулярной биологии для исследования биологической системы с точки зрения единой физики.

См. также о кристаллах времени в предыдущих выпусках.

Natalia Masalaeva, Farokh Mivehva. Rotational superradiance in a time-reversal symmetry-broken quantum gas inside an optical cavity = Вращательное сверхизлучение в квантовом газе с нарушенной симметрией обращения времени внутри оптической полости. Physical Review Research, 7, 013170. February 18, 2025. В открытом доступе.

Появление квантованных вихрей в сверхтекучей жидкости и конденсате Бозе-Эйнштейна (БЭК) вытекает из их нетривиального ответа на нарушенную симметрию обращения времени. Авторы показывают, что нарушение данной симметрии, например, вращением или внешним синтетическим магнитным полем в поперечно управляемом БЭК, связанном с одной модой оптического резонатора, радикально изменяет сверхизлучение Дике и явления самоупорядочения в этой системе ...

Saurya Das, Mitja Fridman, Sourav Sur. Singularity-free classical theory of gravity = Классическая теория гравитации, свободная от сингулярностей. Physical Review D, 111, 064047. March 14, 2025.

Хотя ... сингулярности возникают в электродинамике и теориях Янга-Миллса, они эффективно разрешаются их квантовыми аналогами, что позволяет делать конечные предсказания для физических процессов. В квантовой механике потенциалы и поля остаются конечными, как и собственная электромагнитная энергия электрона, и нет эквивалента теорем о сингулярности, которым подчиняются эти теории. К сожалению для гравитации, пока не существует такой удовлетворительной перенормируемой квантовой теории, способной делать конечные предсказания, несмотря на многочисленные попытки и прогресс, достигнутый в различных подходах за более чем полвека.
В свете вышеизложенного имеет смысл вернуться к классической гравитации, чтобы определить, действительно ли сингулярность неизбежна в теоретической формулировке. "Как мы покажем в данной статье, ответ на удивление отрицательный ... "
Представлена классическая теория гравитации, которая сводится к ОТО на больших расстояниях и остается свободной от сингулярностей всюду. На arXiv.

Bhaskar Shukla, Owais Riyaz, Subhash Mahapatra. Classical and quantum chaos of closed strings on a charged confining holographic background = Классический и квантовый хаос замкнутых струн на заряженном ограничивающем голографическом фоне. Physical Review D, 111, 066019. March 28, 2025. В открытом доступе.

Дуальности калибровочно-гравитационного типа. Ограничивающий фон соответствует заряженному солитону, который является решением минимальной калиброванной супергравитации (d  = 5). Решение имеет компактное пространственноподобное направление с линией Вильсона на окружности и асимптотами к AdS₅ с плоской границей ...
Корреляторы вневременного порядка ... Постепенный переход от хаотического к интегрируемому режиму получается по мере того, как энергия и заряд увеличиваются от более низких к более высоким значениям, причем заряд играет подчиненную роль ...

Thibault Damour, Tamanna Jain. Nonlinear massive gravity theory of geometric origin = Нелинейная теория массивной гравитации геометрического происхождения. Physical Review D, 111, 084001. April 1, 2025. В открытом доступе.

"Мы изучаем число распространяющихся степеней свободы в нелинейном порядке в теориях торсионной гравитации, классе модифицированных теорий гравитации, которые включают распространяющееся кручение в дополнение к метрике ... "
Торсионная бигравитация. Обнаружено, что число степеней свободы торсионного поля изменяется в нелинейном порядке с пяти до девяти ...

Eugene Y. S. Chua. The time in thermal time = Время в тепловом времени. Journal for General Philosophy of Science. February 10, 2025.

Подготовка общей теории относительности к квантованию в гамильтоновом подходе приводит к "проблеме времени", делая мир принципиально вневременным. Одно из предлагаемых решений – "гипотеза теплового времени", определяющая время в терминах состояний, которые представляют системы в тепловом равновесии. С этой точки зрения время должно возникать термодинамически даже в принципиально вневременном контексте. "Здесь я развиваю опасения, что гипотеза теплового времени требует динамики – и, следовательно, времени – чтобы оторваться от земли, тем самым сталкиваясь с опасениями цикличности ... " На arXiv.

Интересно: Guillermo Carvajal. DNA-like geometric structure discovered in space-time = В пространстве-времени обнаружена геометрическая структура, похожая на ДНК. LBV - Science. October 14, 2024.

Группа исследователей предложила новую теорию, предполагающую, что пространство-время может состоять из запутанных виртуальных бозонов, подобных двойной спирали ДНК. Один из ключевых аспектов данного исследования заключается в расширении идеи цветной симметрии (квантовая хромодинамика) применительно к гравитации. Такой подход может позволить интерпретировать гравитацию и электромагнетизм в качестве проявления более общей теории.
Обосновывается "цветная гравитация" как теория, расширяющая идеи Эйнштейна о гравитации. Авторы отталкиваются от его работы 1928 года по телепараллельной гравитации, которая учитывает как кривизну, так и кручение пространства-времени. Чтобы объяснить эту идею, ученые используют метафору пружины, которую можно рассматривать либо как идеально круглое кольцо (кривизна), либо как скрученную прямую линию (кручение). Оба описания эквивалентны и производят одинаковые гравитационные эффекты. Революционный аспект в том, что для создания эффектов гравитации необходимы пары виртуальных бозонов – запутанных частиц, образующих своего рода двойную спираль, похожую на ДНК.
Вполне вероятно, что и другие фундаментальные силы также могут быть включены в предлагаемую теорию цветной гравитации ...

Оригинальная статья: Robert Monjo, Alvaro Rodriguez-Abella, Rutwig Campoamor-Stursberg. From colored gravity to electromagnetism = От цветной гравитации к электромагнетизму. General Relativity and Gravitation, vol 56. October 10, 2024. На arXiv.

Биология и медицина

Valeria Centanino, Gianfranco Fortunato, Domenica Bueti. The neural link between stimulus duration and spatial location in the human visual hierarchy = Нейронная связь между длительностью стимула и пространственным положением в зрительной иерархии человека. Nature Communications, vol. 15. December 27, 2024. В открытом доступе.

Хотя психофизические данные указывают на пространственные зависимости в восприятии длительности, лишь немногие исследования напрямую проверяли нейронную связь между временной и пространственной обработкой. Используя сверхвысокопольную функциональную МРТ и нейронное моделирование, авторы исследовали, как и где обработка и представление длительности визуального стимула связаны с его пространственным расположением. Показан переход в кодировании длительности: от монотонного и пространственно-зависимого в ранней зрительной коре к унимодальному и пространственно-инвариантному во фронтальной коре. Вдоль дорсального зрительного потока, особенно во внутритеменной борозде (IPS), популяции нейронов демонстрируют общие избирательные ответы как на пространственную, так и на временную информацию.
........................................................................................................................
Полученные результаты помогают выявить механизмы, лежащие в основе восприятия человеком визуальной длительности, и охарактеризовать функциональную связь между обработкой времени и пространства, подчеркивая важность их взаимодействия в формировании реакций мозга.

О данном исследовании: Researchers unveil how our brains decode space and time = Исследователи раскрывают, как наш мозг декодирует пространство и время. SciTechDaily. January 29, 2025.

Когнитивные нейробиологи показали, что эти два типа информации связаны лишь частично.
Представьте себе рой светлячков, мерцающих в ночи. Каким образом человеческий мозг обрабатывает и интегрирует информацию как об их продолжительности, так и о пространственном положении, чтобы сформировать связный визуальный опыт?
Исследование раскрывает соответствующую функциональную иерархию в коре головного мозга человека. В задних областях мозга, где визуальная информация впервые принимается, пространство и время обрабатываются вместе. Однако по мере того, как обработка перемещается в теменную и лобную области, эти два измерения постепенно становятся различными. Кроме того, способ представления времени различается в разных областях мозга.
В затылочных областях, где пространство и время обрабатываются вместе, время кодируется в активности той же нейронной популяции, которая становится пропорционально более активной с увеличением длительности. В теменных и лобных областях, где связь между пространством и временем постепенно слабеет и в конечном итоге исчезает, время кодируется различными нейронными популяциями, каждая из которых избирательно реагирует на определенные длительности.
В теменных областях, в промежуточном положении данной иерархии, наблюдается сосуществование механизмов кодирования длительности, а время и пространство обрабатываются либо вместе, либо независимо.
"Мы обнаружили, что связь между пространством и временем в человеческом мозге не фиксирована, а зависит от задействованных областей мозга. В задней части нашего мозга, особенно в затылочной зрительной коре, связь сильна, поскольку пространство и время обрабатываются одними и теми же нейронами. Эта область, специализирующаяся на получении визуальных входных данных, ... реагировала как на положение, так и на продолжительность стимула: чем дольше время просмотра, тем выше активность мозга в этих популяциях нейронов". Однако в передних областях данная связь исчезает. В лобных премоторных областях, участвующих в подготовке движения, время обрабатывается независимо от положения зрительного стимула. Отдельные популяции нейронов обрабатывают пространство и время.
Кроме того, длительность кодируется иначе, чем в задних областях. Здесь отдельные нейронные популяции предпочтительно реагируют на определенные длительности, а нейронные популяции, которые предпочитают схожие длительности, находятся рядом на поверхности коры (смежны), образуя то, что мы могли бы назвать "временными картами".
В промежуточной области этой кортикальной иерархии, в частности, в теменной коре, известной тем, что она интегрирует различные источники информации и функционально расположена между затылочной и лобной премоторной корой, связь между пространством и временем многогранна. "Некоторые популяции нейронов реагировали как на положение, так и на длительность стимула, тогда как другие реагировали только на одно из этих измерений. Реакция на время была в некоторых случаях монотонной, как в затылочной коре, тогда как в других она демонстрировала избирательность в отношении определенных длительностей, подобно передним областям".
"Это исследование ... продвигает наше понимание того, как пространство и время, два фундаментальных аспекта нашего восприятия мира, обрабатываются и интегрируются в человеческом мозге. Более того, оно проливает свет на наличие функциональной иерархии в обработке времени. Существование множественных профилей реагирования на длительность стимула, наряду с их особой связью с пространственной обработкой, предполагает, что различные области мозга вносят различный вклад в обработку и восприятие времени ... ".

Дополнильно Neuroscience News: Как мозг обрабатывает пространство и время (January 27, 2025).

Zepeng Fang, Yuanyuan Dang, An'An Ping, Chenyu Wang, Qianchuan Zhao, Hukin Zhao, Xiaoli Li, Mingsha Zhang. Human high-order thalamic nuclei gate conscious perception through the thalamofrontal loop = Таламические ядра высшего порядка человека обеспечивают сознательное (осознанное) восприятие через таламофронтальную петлю. Science, Volume 388, Issue 6742. April 4, 2025. В открытом доступе краткая версия статьи.

Осознанное восприятие, оказывается, обеспечивают интраламинарные и медиальные таламические ядра. Данный вывод является значительным шагом вперед в нашем понимании сетевой основы визуального восприятия у людей ... На bioRxiv.

О данном исследовании: Nature - Daily briefing (" ... Откуда берется осознанное восприятие. Нейробиологи впервые наблюдали, как активируются структуры глубоко в мозге, когда мозг осознает собственные мысли. Люди, которым ввели тонкие электроды глубоко в мозг в рамках лечения головных болей, позволили ученым изучить сигналы их мозга и измерить осознанное восприятие. Исследование показало, что глубокая структура мозга, называемая таламусом, фильтрует, какие мысли мы осознаем, а какие нет ... "; Medical Xpress (" ... Испытуемые просматривали краткие презентации слабых черно-белых решетчатых узоров, появляющихся в течение 50 миллисекунд в периферических местах и различающихся по контрастности ... для проверки посредством направленных движений глаз. Визуальный метод был выбран вместо физических или звуковых версий, чтобы уменьшить помехи от задач по планированию движений или вербальному отчету ... "; WIRED (" ... Исследователи говорят, что это одна из первых одновременных записей осознанного восприятия, и записанная ими информация, по их словам, дает веские доказательства гипотезы о том, что область таламуса действует как своего рода шлюз к осознанному восприятию ... ").

Yasemin Saplakoglu. How do brains tell reality from imagination? = Как мозг отличает реальность от воображения? Quanta - Fundamentals. E-bulletin. January 13, 2025.

... Иногда воображение описывают как восприятие наоборот ... Тем не менее, мозг может четко различать воображение, восприятие и память в большинстве случаев (хотя все еще возможно запутаться). Как он сохраняет всё в порядке?
Нейробиологи обнаруживают, что даже наше восприятие реальности во многом воображаемо. "Под нашим черепом всё создано", – сказал мне Ларс Макли, профессор визуальной и когнитивной нейронауки в Университете Глазго. "Мы полностью конструируем мир в его богатстве и деталях, цвете, звуке, содержании и волнении … Он создается нашими нейронами".
Что нового и примечательного
Согласно одной теории, для различения реальности и воображения мозг может иметь своего рода "порог реальности". Недавно исследователи проверили это, попросив людей представить себе определенные изображения на фоне, а затем тайно спроецировали на них слабые очертания данных изображений. Участники обычно узнавали, когда видели реальную проекцию, а не воображаемую, и те, кто оценивал изображения как более яркие, также с большей вероятностью идентифицировали их как реальные. Исследование показало, что при обработке изображений мозг может выносить суждение о реальности на основе силы сигнала. Если сигнал слабый, мозг принимает его за воображение. Если он сильный, мозг считает его реальным. "Мозг должен выполнять эту очень осторожную балансировочную функцию", – сказал мне Томас Населарис, нейробиолог из Университета Миннесоты. "В каком-то смысле он будет интерпретировать ментальные образы так же буквально, как и визуальные образы".
Хотя "вспоминание воспоминаний" – это творческий и воображаемый процесс, он активирует зрительную кору, как будто мы видим. "Это начало поднимать вопрос о том, отличается ли вообще представление памяти от перцептивного представления", – сказал мне Сэм Линг, нейробиолог из Бостонского университета. Недавнее исследование было направлено на то, чтобы определить, как по-разному строятся воспоминания и восприятия на нейробиологическом уровне. Когда мы что-то воспринимаем, визуальные сигналы подвергаются слоям обработки в зрительной коре, которые становятся сложнее. Нейроны на более ранних этапах данного процесса активируются точнее, чем те, которые включаются позже. В ходе исследования ученые обнаружили, что во время вспоминания нейроны активируются гораздо более размыто через все слои. Это может объяснить, почему наши воспоминания часто не такие чёткие, как то, что мы видим перед собой.
Те, кто интересуется воображением, очарованы явлением, известным как афантазия. Некоторые люди – как считается, составляют от одного до четырёх процентов от общей численности населения – не имеют мысленного глаза: они не могут вызвать мысленный образ или визуально вызвать воспоминания. Предполагается, что различия в связях между областями мозга, участвующими в зрении, памяти и принятии решений, могут объяснить некоторые случаи. Однако многие люди с афантазией всё еще видят сны в образах, так что, возможно, у них "есть доступ к визуальной информации", – сказал мне Паоло Бартоломео, невролог из Парижского института мозга, – "но каким-то образом они не могут интегрировать эту информацию в субъективный опыт".
........................................................................................................................
См. более раннюю статью этого же автора на данную тему в Quanta Mazazine.

Carissa Wong. You could train your brain to be less fooled by optical illusions = Вы можете натренировать свой мозг, чтобы меньше поддаваться оптическим иллюзиям. New Scientist. March 14, 2025.

Смещение фокуса может помочь преодолению обманчивости оптических иллюзий. "Весьма вероятно, что люди из общей массы населения обладают способностью к обучению развидеть иллюзии и воспринимать мир более объективно ... "
Радослав Винча и его коллеги (Ланкастерский университет) набрали 44 рентгенолога, средний возраст которых составил 36 лет и которые провели более десяти лет, выявляя мелкие детали, такие как переломы, на медицинских снимках. Они также наблюдали за 107 студентами университета, средний возраст которых составил 23 года и которые изучали медицину или психологию.
Каждому участнику показывали четыре иллюзии на экране, по одной за раз. В каждой иллюзии участник видел пары фигур или линий немного разных размеров или длины и должен был выбрать ту, что больше или длиннее.
В трех иллюзиях другие объекты заставляли большую фигуру или длинную линию казаться меньшей или короче. Команда обнаружила, что рентгенологи были менее восприимчивы к этим иллюзиям, чем студенты ...

Brain channels "stopped in time" reveal how we think and learn = Мозговые каналы, "остановленные во времени", показывают, как мы думаем и учимся. SciTechDaily. April 6, 2025.

Чтобы лучше понять, как клетки мозга общаются с помощью химических сигналов, ученые использовали высокоспециализированный микроскоп, чтобы сделать подробные снимки того, как глутамат, одна из самых распространенных сигнальных молекул мозга, активирует канал, который позволяет заряженным частицам проникать в клетки. Этот прорыв открывает новые возможности для понимания того, как функционируют данные каналы ...
По материалам журнала Nature.

Quantum behaviour in brain neurons looks theoretically possible = Квантовое поведение нейронов мозга выглядит теоретически возможным. Physics World. March 17, 2025.

Физик-теоретик и теоретик-нейробиолог доказали, что установленные уравнения, описывающие классическую физику реакций мозга, математически эквивалентны уравнениям, описывающим квантовую механику. Они вывели уравнение, похожее на уравнение Шрёдингера, специально для нейронов ...
По материалам Computational and Structural Biotechnology Journal.

How a multitasking protein keeps the body's clock in sync = Как многозадачный белок синхронизирует биологические часы. Phys.org. January 28, 2025.

Новое исследование показало, как "недооцененный" белок EZH1 обеспечивает ритмичную экспрессию генов в скелетных мышцах, согласуя их с 24-часовыми внутренними циклами организма. Этот малоизученный белок с точностью управляет генетическим хронометражем, гарантируя, что наши тела будут работать как часы ...
По материалам The EMBO Journal.

Melissa Rohman. Study identifies link between body clock disruption and metabolic disease = Исследование выявило связь между нарушением биологических часов и метаболическими заболеваниями. Medical Xpress. April 17, 2025.

Исследователи обнаружили, как нарушения циркадного ритма в наших мышцах в сочетании с неправильным питанием могут способствовать развитию диабета.
Нарушения циркадного ритма ранее связывали с развитием метаболических заболеваний, но вклад скелетно-мышечных часов оставался неуловимым.
В текущем исследовании команда стремилась понять, как циркадный ритм влияет на мышечный метаболизм – процесс преобразования мышцами питательных веществ, таких как глюкоза, в энергию – и как нарушение этих внутренних часов может ускорить непереносимость глюкозы при ожирении, вызванном плохим питанием.
Исследователи изучали мышей, у которых отсутствовал ген BMAL1 и которые питались высокожирной и высокоуглеводной диетой. Предыдущая работа установила, что BMAL1 регулирует циркадный ритм, а также мышечную функцию и метаболизм.
Исследователи обнаружили, что эти мыши продемонстрировали ускоренную непереносимость глюкозы на такой диете, несмотря на отсутствие различий в наборе веса по сравнению с нормальными мышами.
.......................................................................................................................
По материалам Proceedings of the National Academy of Sciences.

Xiaoting Dai, Xinghua Li, Alexander Tyshkovskiy, Cassandra Zuckerman, Nan Cheng, Peter Lin, David Paris, Saad Qureshi, Leonid Kruglyak, Xiaoming Mao, Jayakrishnan Nandakumar, Vadim N. Gladyshev, Scott Pletcher, Jacob Sobota, Longhua Guo. Regeneration leads to global tissue rejuvenation in aging sexual planarians = Регенерация приводит к глобальному омоложению тканей у стареющих половых планарий. Nature Aging. April 3, 2025. В открытом доступе.

Возможность обратить вспять неблагоприятные последствия старения может значительно снизить возрастные заболевания и улучшить качество жизни пожилых популяций.
"Здесь мы сообщаем, что половая линия планарии Schmidtea mediterranea демонстрирует физиологический спад в течение 18 месяцев после рождения ... Примечательно, что ампутация с последующей регенерацией утраченных тканей у старых планарий привела к обращению вспять этих возрастных изменений в тканях как проксимальных, так и дистальных к травме на физиологическом, клеточном и молекулярном уровнях. Наша работа предлагает механизмы омоложения как новых, так и старых тканей, совпадающие с регенерацией планарии, что может дать ценную информацию для антивозрастных вмешательств ... "

О данном исследовании: This bizarre "immortal" creature could hold the secret to reversing aging = Это странное "бессмертное" существо может хранить секрет обращения старения вспять. SciTechDaily. April 5, 2025.

По мере старения организм претерпевает естественные изменения, включая постепенную потерю нейронов и мышечной массы, а также снижение фертильности и способности заживлять раны. Предыдущие исследования на животных выявили несколько стратегий, таких как физические упражнения и ограничение калорий, которые могут замедлить старение или омолодить определенные ткани. Однако обращение вспять старения в клетках крови или во всем организме оставалось недостижимым.
Лунхуа Го, доцент кафедры молекулярной и интегративной физиологии в Медицинской школе Мичиганского университета, интересовался планариями (Schmidtea mediterranea) как модельной системой для исследования старения, поскольку они считаются бессмертными и могут регенерировать части тела, вплоть до отращивания новых голов после обезглавливания. Его лаборатория изучает процесс старения у размножающихся половым путем планарий, чтобы точнее определить их возраст, начиная со стадии зиготы.
Признаки старения и реверсии у планарий
От оплодотворения до примерно 18 месяцев планарии, как и млекопитающие, демонстрируют признаки упадка, включая потерю нейронов, мышц и снижение фертильности. Одним из наиболее очевидных признаков старения являются аномальные изменения в их глазах с течением времени. Однако когда головы старых планарий были удалены, у них появились новые головы с нормальными глазами.
Кроме того, в отличие от млекопитающих, планарии не теряют взрослые стволовые клетки с возрастом, а регенерация обращает вспять возрастные транскрипционные изменения в различных тканях.
"У старых планарий не только не теряется способность к регенерации, но они также могут полностью регенерировать, что уже отличается от многих видов, что предполагает, у них есть механизмы для поддержки долголетия и заживления даже в гораздо более старшем возрасте".
Общие признаки старения у разных видов
Команда также напрямую сравнила данные секвенирования отдельных клеток у планарий с наборами данных по старению мышей, крыс и людей, а также мышей, которые подверглись вмешательствам по продлению жизни.
Исследователи обнаружили, что признаки старения у планарий общие со стареющими млекопитающими и, что ещё интереснее, с признаками старения у мышей с продленной продолжительностью жизни.
Следующая цель заключается в определении генов и клеток регенеративной программы, которые приводят к обращению стареющих состояний у планарий.
"Послание данного исследования заключается в том, что связанное с возрастом снижение может быть обратимым на уровне всего организма, не только для планарий, но и для других организмов ... "

Jon Atherton. 'Molecular library' opens up new frontier of biological space-time = "Молекулярная библиотека" открывает новые горизонты биологического пространства-времени. Phys.org. March 19, 2025.

В поисках решений для таких заболеваний, как рак, ученые исследуют новый рубеж в биологии – пространственные и временные места, где живут наши клетки. Там, где препараты первого поколения были нацелены на отдельные молекулы, со временем вырабатывающие собственную устойчивость, нужны новые инструменты и методы, чтобы опережать резистентные заболевания, воздействуя на окружающее клеточное пространство.
.......................................................................................................................
Ожидается, что данный технологический прорыв поможет большему количеству ученых понять, как мембранные белки взаимодействуют с другими белками, что, в свою очередь, позволит выявить новые лекарственные мишени для нарушения пространственных сигналов, вызывающих различные заболевания.

Оригинальная статья: Caroline Brown, Snehasish Ghosh, Rachel McAllister, Mukesh Kumar, Gerard Walker, Eric Sun, Talat Aman, Aniruddha Panda, Shailesh Kumar, Wenxue Li, Jeff Coleman, Yansheng Liu, James E. Rothman, Moitrayee Bhattacharyya, Kallol Gupta. A proteome-wide quantitative platform for nanoscale spatially resolved extraction of membrane proteins into native nanodiscs = Протеомная количественная платформа для наномасштабной пространственно-разрешенной экстракции мембранных белков в нативные нанодиски. Nature Methods, vol 22. November 28, 2024. В открытом доступе.

Benjamin H. Andersen, Francisco M. R. Safara, Valeriia Grudtsyna, Oliver J. Meacock, Simon G. Andersen, William M. Durham, Nuno A. M. Araujo, Amin Doostmohammadi. Evidence of universal conformal invariance in living biological matter = Доказательства универсальной конформной инвариантности в живой биологической материи. Nature Physics, vol. 21. March 14, 2025. В открытом доступе.

Понимание коллективного движения больших популяций и того, как оно возникает из ее составляющих, является центральной проблемой в биологии, экологии, материаловедении и физике. В живых системах работа производится на уровне индивидуальной составляющей, и такая активность транслируется в модели коллективного движения в более крупных масштабах посредством взаимодействия между ними. Однако многие из процессов, вовлеченных в коллективное движение, невероятно разнообразны в различных биологических системах и часто трудно поддаются расшифровке. Хотя было предложено много различных моделей для воспроизведения конкретной модели коллективного движения, совершаемого конкретными организмами, нам не хватает общей теории или набора принципов, которые объединяли бы коллективное движение, наблюдаемое в различных биологических системах.
Напротив, изучение сложных взаимодействий между компонентами, составляющими некоторые неживые материалы, такие как металлы и сплавы, привело к открытию универсального поведения вблизи так называемых критических режимов. В этих условиях глобальные макроскопические свойства больше не зависят от конкретных свойств отдельных компонентов, а скорее демонстрируют универсальное поведение. Принципы, приводящие к этой универсальности в неживых материалах, были описаны с использованием структуры конформной теории поля, которая предсказывает, как формы и углы структур локально сохраняются в различных системах, но не обязательно их масштабы длины или кривизны. И хотя методы, используемые для описания конформно-инвариантных структур, давно используются для теоретических предсказаний в статистической механике, физике конденсированного состояния и для установления универсальности критических явлений (например, с использованием численных исследований турбулентности и перколяции жёсткости), прямое экспериментальное наблюдение конформной инвариантности и надежного универсального критического поведения в живой материи остается неуловимым.
"В данной статье мы экспериментально демонстрируем, что модели коллективного движения, наблюдаемые в различных типах живой материи, демонстрируют универсальные характеристики, которые выходят за рамки конкретных свойств клеток, из которых они состоят. Мы показываем, что совершенно разные системы, включая колонии патогенных бактерий, группы коллективно движущихся клеток почек собак и клетки рака молочной железы человека, спонтанно генерируют потоки, которые демонстрируют универсальную конформную инвариантность, могущую быть описанной классом универсальности перколяции. Это открытие предполагает, что коллективное клеточное движение, которое играет важную роль во многих биологических системах, потенциально может служить фундаментальным испытательным полигоном для теорий, основанных на конформной симметрии.
Мы провели высокоточные измерения монослоев, состоящих из четырех различных клеточных генотипов, включая как прокариоты, так и эукариоты, чтобы решить, можем ли мы идентифицировать общие черты в их коллективной подвижности ... Каждый из этих генотипов образует монослои посредством роста in situ. Хотя сложные трёхмерные структуры могут возникать в более позднее время, все изученные здесь системы демонстрируют двумерные (2D) коллективные модели движения. Структуры вихревого потока, характерная черта неупорядоченных потоков, наблюдаемых в самых разных системах, обнаруживаются во всех четырех исследованных здесь клеточных генотипах ...   Каждый вихрь демонстрирует вращение либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, а линия, которая находится на границе между потоками, вращающимися в противоположных направлениях – контур нулевой завихренности – дает меру базовой структуры потока.
........................................................................................................................
Наличие универсальной конформной инвариантности показывает, что макроскопические особенности живой биологической материи демонстрируют универсальные трансляционные, вращательные и масштабные симметрии, которые не зависят от микроскопических свойств ее компонентов ...

Philip Kurian. Computational capacity of life in relation to the universe = Вычислительная способность жизни по отношению к Вселенной. Science Advances, Vol. 11, Issue 13. March 28, 2025. В открытом доступе.

Как физические системы, вся жизнь во Вселенной обрабатывает информацию в соответствии с физическими законами. Оценки вычислительной мощности живых систем обычно предполагают, что фундаментальной единицей обработки информации является нейрон Ходжкина-Хаксли, тем самым исключая аневральные организмы ...
Выполненные расчеты связывают объем вычислений, которые могли быть выполнены всей жизнью на основе углерода в истории Земли, с объемом вычислений, которые могли быть выполнены той частью Вселенной, с которой мы причинно связаны ...
Проводятся сравнения с классическими цифровыми компьютерами и будущими квантовыми компьютерами.

О данном исследовании: Rupendra Brahambhatt. Quantum effects in life: Cells compute information billion times faster than we thought = Квантовые эффекты в жизни: клетки обрабатывают информацию в миллиарды раз быстрее, чем мы думали. Interesting Engineering. March 28, 2025.

Наделяют ли квантовые эффекты в нашем организме нейроны невероятной способностью обрабатывать информацию?
Биология и квантовая механика, как правило, обсуждаются отдельно. Может показаться, что между ними нет никакой связи. Однако 80 лет назад Эрвин Шрёдингер намекнул, что биологические системы, возможно, управляются квантовыми эффектами, которые еще предстоит открыть.
В своей знаменитой серии лекций "Что такое жизнь?" он предположил, что такие квантовые эффекты могут играть роль в поддержании генетической стабильности в живых организмах. Однако в данной теории есть одна большая проблема.
Квантовые системы работают при чрезвычайно низких температурах. С другой стороны, живые системы, такие как человеческое тело, тёплые и полны непредсказуемых событий. Тогда как квантовые процессы существуют внутри биологической системы?
Филип Куриан, физик-теоретик из Университета Говарда, пытается ответить на этот вопрос, а также пролить свет на вычислительный предел живых систем. В своем новом исследовании он связывает биологический мир с квантовой механикой.
…………………………………………………………………………
Открытие квантового эффекта в триптофане (аминокислоте, содержащейся в белке)
…………………………………………………………………………………
Когда множество молекул триптофана взаимодействуют с одним фотоном хорошо скоординированным образом в крупных биологических структурах, таких как нейроны, микротрубочки, центриоли и т. д., они проявляют квантовое поведение, называемое сверхизлучением.

Из-за этого квантового явления результирующая флуоресценция намного сильнее, чем та, что наблюдается в случае одной молекулы. Новое исследование добавляет: наличие квантового сверхизлучения предполагает, что обработка информации в биологических системах зависит не только от химической сигнализации.
Возможно, что триптофановая сеть служит квантовой оптоволоконной связью, позволяя эукариотическим клеткам передавать информацию со скоростью, в миллиарды раз превышающей скорость обычных биохимических путей. Однако это еще не всё.
По словам Куриана, многие ученые упускают из виду тот факт, что аневральные организмы типа бактерий, грибов и растений, которые составляют основную часть биомассы Земли, выполняют сложные вычисления. Поскольку эти организмы существуют на нашей планете гораздо дольше животных, они составляют подавляющее большинство вычислений на основе углерода на Земле.
Квантовые эффекты, такие как сверхизлучение, могли сыграть свою роль в эволюции эукариотических организмов. Кроме того, если квантовое сверхизлучение является неотъемлемой частью обработки информации в более простых формах жизни, это может означать, что живые существа на основе углерода обладают вычислительной мощностью, намного превосходящей вычислительную мощность искусственных квантовых систем.
………………………………………………………………………………

Дополнительно Phys.org. Кратко Наука ТВ.

Deborah Cecilia Navarro Morales, Alexis Laplanche, Olga Kuldavletova, Bithja Cantave, Adela Kola, Thomas Freret, Gaelle Quarck ,Gilles Clement, Pierre Denise. Vestibular stimulation and space-time interaction affect the perception of time during whole-body rotations = Вестибулярная стимуляция и пространственно-временное взаимодействие влияют на восприятие времени в течение вращения всего тела. PLOS One. January 15, 2025. В открытом доступе.

Среди факторов, которые искажают восприятие времени, таких как эмоции, вестибулярная стимуляция вызывает сокращение субъективного времени. В отличие от эмоций, интенсивность вестибулярной стимуляции можно легко и точно изменять, что позволяет изучать количественную связь между стимуляцией и ее влиянием на восприятие времени.
"Мы предположили, что сокращение субъективного времени будет увеличиваться с величиной вестибулярной стимуляции. В первом эксперименте участники сидели на вращающемся стуле и воспроизводили временные интервалы между началом и концом пассивных вращений всего тела (40° или 80°; динамическое состояние) или между двумя последовательными низкоамплитудными встряхиваниями (статическое состояние). Мы также оценивали время реакции в тех же условиях, чтобы оценить эффект внимания стимулов. Как и ожидалось, воспроизведение длительности при вращении на 40° было короче, чем при статическом состоянии, но этот эффект был частично обратным для вращений на 80°. Другими словами, вестибулярная стимуляция сокращает воспринимаемый временной интервал, но этот эффект ослабевает при более сильной стимуляции. Изменения внимания не объясняют этот неожиданный результат, поскольку время реакции не менялось между условиями. Мы предположили, что данные результаты может объяснить взаимодействие пространства и времени (т. е. пространственно более крупные стимулы воспринимаются как длящиеся дольше). Чтобы оценить это, во втором эксперименте участники были подвергнуты тому же протоколу, но с тремя амплитудами вращения (30°, 60° и 120°). Воспроизведения длительности были систематически короче для более низких амплитуд, чем для более высоких амплитуд; настолько, что для самой высокой амплитуды (120°) воспроизведение длительности увеличивалось так, что оно не отличалось от статического состояния. В целом эксперименты показывают, что вращение всего тела может сокращать субъективное время, вероятно, на довольно низком уровне сети интервального времени, или расширять (замедлять) его, вероятно, на более высоком уровне посредством взаимодействия пространства и времени ... "

Путешествия во времени

John D. Norton. A simple Minkowskian time-travel spacetime = Простое путешествующее во времени пространство-время по Минковскому. American Journal of Physics, Volume 3, Issue 3. March 1, 2025.

"Это релятивистское, путешествующее во времени пространство-время везде метрически плоское, за исключением конической сингулярности. Наблюдатели, следующие по времениподобным геодезическим, могут в конечном итоге столкнуться со своими прошлыми "я", стареющими в противоположном временном смысле. Пространство-время не является ориентируемым во времени ... " На arXiv.

Популярно American Institute of Physics.

Gavassino, L. Life on a closed timelike curve = Жизнь на замкнутой времениподобной кривой. Classical and Quantum Gravity, Volume 42, Number 1. December 12, 2024. В открытом доступе.

"Мы изучаем внутреннюю динамику гипотетического космического корабля, движущегося по близкой времениподобной кривой в аксиально-симметричной вселенной. Мы выбираем кривую так, чтобы генератором эволюции в собственном времени был угловой момент. Используя теорему Вигнера, мы доказываем, что уровни энергии внутри космического корабля должны подвергаться спонтанной дискретизации. Разделение уровней оказывается тонко настроенным, так что после завершения кругового обхода кривой все системы возвращаются в свое исходное состояние. Это подразумевает, например, что воспоминания наблюдателя внутри космического корабля обязательно стираются к концу путешествия. В более общем смысле, если происходит увеличение энтропии, цикл Пуанкаре в конечном итоге обратит его вспять к концу цикла, заставляя энтропию уменьшаться обратно к своему исходному значению. Мы показываем, что такое уменьшение энтропии согласуется с гипотезой термализации собственного состояния. Отсутствие парадоксов путешествий во времени следует как строгое следствие нашего анализа ... "

Популярно Наука ТВ и Новая наука.

Darren Orf. Scientists confirm the incredible existence of time reflections =  Ученые подтверждают невероятное существование отражений времени. Popular Mechanics. March 2, 2025.

... Временное отражение ведет себя иначе, чем пространственное отражение. Поскольку временное эхо отражает последнюю часть сигнала первой, исследователи говорят, что если бы вы посмотрели в зеркало времени, вы бы увидели свою спину вместо лица. Если перевести этот опыт на акустический язык, это было бы похоже на прослушивание перемотки ленты – быстро и высокочастотно. Сдвиг частоты, если бы его могли воспринимать наши глаза, выглядел бы как цвета света, внезапно меняющиеся на другой цвет, например, красный становится зеленым. Эта странная, противоречащая интуиции природа временного отражения является частью того, что сделало изучение данной концепции таким сложным ...
Краткий обзор.

Anjan Kar, Soumya Jana, Sayan Kar. New rotating Lorentzian wormhole spacetime = Новое вращающееся пространство-время лоренцовой червоточины (кротовой норы). Physical Review D, 111, 064010. March 3, 2025.

Построена вращающаяся версия известной статической, сферически симметричной, нулевой скалярной лоренцевой червоточины (Риччи). Оказывается, что для заданной невращающейся геометрии стандартный алгоритм Ньюмана-Джаниса не создает вращающуюся червоточину. Отсюда необходимо использовать метод, впервые предложенный Азрегом-Айну. Показано, что полученное таким образом вращающееся пространство-время является регулярным с особенностями червоточины, хотя оно больше не является пространством-временем с R = 0. Обнаружено, что требуемая материя нарушает энергетические условия, как и ожидалось. Упоминаются несколько других характерных свойств этого нового вращающегося пространства-времени ... На arXiv.

Ciro De Simone, Vittorio De Falco, Salvatore Capozziello. Can wormholes mirror the quasinormal mode spectrum of Schwarzschild black holes? = Могут ли червоточины отражать спектр квазинормальных мод черных дыр Шварцшильда? Physical Review D, 111, 064021. March 5, 2025.

Червоточины – экзотические компактные объекты, характеризующиеся отсутствием существенных сингулярностей и горизонтов, действующие как тонкие мосты, связывающие две различные области пространства-времени. Несмотря на теоретическую значимость, они остаются необнаруженными, возможно, из-за их способности близко имитировать наблюдаемые свойства черных дыр.
В этом исследовании изучается, может ли статическая и сферически симметричная червоточина в рамках общей теории относительности воспроизводить спектр квазинормальных мод черной дыры Шварцшильда при скалярных, электромагнитных и аксиальных гравитационных возмущениях как по отдельности, так и в сочетании …
"Мы демонстрируем, что в определенной области пространства параметров червоточина может успешно реплицировать подмножество спектра квазинормальных мод черной дыры ... " На arXiv.

Piotr Bizon, Jacek Jendrej, Maciej Maliborski. Multisoliton solutions for equivariant wave maps on a 2 +1 dimensional wormhole = Многосолитонные решения для эквивариантных волновых карт в 2+1-мерной червоточине. Physical Review D, 111, 024006. January 3, 2025.

Изучаются эквивариантные волновые отображения из 2 +1-мерной червоточины в 2-сферу. Данная модель имеет явные решения гармонического отображения, которые в подходящих координатах имеют форму синус-Гордона кинков/антикинков ... На arXiv.

Ismael Ayuso, Ruth Lazkoz. Characterization of wormhole spacetimes supported by a covariant action-dependent Lagrangian theory = Характеристика пространства-времени червоточины, поддерживаемая ковариантной лагранжевой теорией, зависящей от действия. Physical Review D, 110, 124056. December 23, 2024.

Предлагаемые геометрии могут быть проходимыми и поддерживаться положительной плотностью энергии. Модификация уравнений гравитационного поля производится путем включения в гравитационную лагранжеву линейную функцию фонового четырехвектора λ_μ. Этот новый элемент значительно расширяет традиционное описание гравитации, делая ее крайне нелинейной ... На arXiv.

Sara Wells. This NASA scientist is developing a spacecraft for Interstellar travel. Is it the warp drive we’ve been waiting for? = Этот ученый NASA разрабатывает космический корабль для межзвездных путешествий. Это тот самый варп-двигатель, которого мы ждали? Popular Mechanics. February 14, 2025.

Гарольд Уайт: "Я не знаю, когда будет разработан варп-двигатель и будет ли он вообще разработан. Но я знаю, что мне нужно делать дальше" ...

Mike Brennan. Study: Warp drive popularized by Star Trek could become reality soon = Исследование: варп-двигатель, популяризированный "Звёздным путём", вскоре может стать реальностью. MITechNews. February 25, 2025.

В 1994 году физик-теоретик Мигель Алькубьерре выдвинул идею пространственно-временного пузыря, который мог бы сокращать расстояния перед космическим кораблем, расширяя их позади него. Его модель, известная как двигатель Алькубьерре, предполагала лазейку в теории относительности, которая могла бы, в теории, позволить путешествовать со скоростью, превышающей скорость света. Однако большинство ученых отвергли это как невозможное из-за экстремальных энергетических требований.
Но не все были готовы отказаться от данной идеи. Джозеф Агню, студент Алабамского университета, решил исследовать, выдерживает ли теория математические испытания. "Если вы выполните все энергетические требования, они не смогут доказать, что она не работает", – заявил он в пресс-релизе университета ...

Paul Sutter. 30 years after warp drives were proposed, we still can't make the math work = Спустя 30 лет после того, как были предложены варп-двигатели, мы все еще не можем заставить математику работать. Space. February 22, 2025.

Чтобы построить варп-двигатель, нам понадобится в 10 раз больше отрицательной энергии, чем вся положительная энергия во Вселенной.
........................................................................................................................
Несмотря на то, что во Вселенной нет отрицательной массы, о которой мы знаем, существует отрицательная энергия. Если взять две металлические пластины и держать их очень близко друг к другу, квантовые поля внутри них будут ограничены; они могут иметь только определенные разрешенные длины волн. Это ограничение, известное как эффект Казимира, приводит к возникновению силы притяжения между пластинами и областью отрицательной энергии.
........................................................................................................................
Но еще больше расчетов показывают, что даже если вы получите немного отрицательной энергии или отрицательной массы, то, как только вы начнете двигаться, вы столкнетесь с проблемами, а именно, что отрицательная масса немедленно начнет вытекать из края пузыря (что плохо) со скоростью, превышающей скорость света (что действительно плохо). В итоге происходит то, что экзотическая материя, образующая варп-пузырь, не может поспевать за самим пузырем, поэтому он просто разрывает себя на части.
Итак, хотя варп-двигатель кажется неправдоподобным, окончательный вердикт неясен. Но это все еще забавный мысленный эксперимент, который позволяет нам исследовать некоторые интересные и удивительные связи между общей теорией относительности и квантовой механикой.
.......................................................................................................................
Автор – известный космолог-теоретик, советник NASA ...

См. также: Paul Sutter. How warp drives actually (might) work = Как на самом деле (быть может) работают варп-двигатели. Universe Today. March 21, 2025.

Чтобы создать варп-двигатель, вам нужно организовать пространство-время так, чтобы вы никогда локально не двигались быстрее света, но все равно прибывали в пункт назначения [!] быстрее света. И в 1994 году мексиканский физик Мигель Алькубьерре выяснил, как это сделать.
Вместо того, чтобы пространство между двумя точками расширялось, Алькубьерре спросил, что если организовать его так, чтобы пространство между двумя точками сжималось?
........................................................................................................................
Варп-двигатель Алькубьерре расширяет пространство позади вашего пузыря и сжимает пространство перед вашим пузырем. Он перестраивает геометрию самого пространства между вами и местом назначения так, что вы прибываете в место назначения, даже не двигаясь. И поскольку отсутствие движения означает отсутствие замедления времени, все часы на борту корабля согласуются с часами, принадлежащими неподвижным наблюдателям за пределами пузыря.
........................................................................................................................
Это поднимает серьезные вопросы о причинно-следственной связи, но это не проблема общей теории относительности.

Paul Sutter. Why can't physicists decide if warp drives are real? = Почему физики не могут решить, реальны ли варп-двигатели? Universe Today. March 23, 2025 

... Но мы не знаем, является ли варп-двигатель невозможным или просто непрактичным. В конечном счете, физики продолжают изучать варп-двигатели не потому, что мы хотели бы использовать их для исследования вселенной. Мы используем варп-двигатели для исследования физики вселенной. Если варп-двигатели возможны, то это открывает огромные возможности для природы квантовой гравитации и фундаментальной физики. И это прекрасное путешествие.

Между тем: Christopher Plain. Warp drive think tank adds Harvard astrophysicist and warp theorist to advance planetary defense = Исследовательский центр по варп-двигателям привлекает астрофизика и теоретика варпа из Гарварда для разработки планетарной обороны. The Debrief. April 1, 2025.

Международный исследовательский центр (мозговой центр) Applied Physics, занимающийся разработкой варп-двигателей, объявил о присоединении к команде астрофизика из Гарварда доктора Ави Леба и теоретика доктора Шона Фелла, которые возглавят новое начинание, направленное на развитие приложений в области гравитации, которые могут оказать глубокое влияние на планетарную оборону, передовые двигатели и обнаружение варп-двигателей.
........................................................................................................................

Веб-адрес исследовательского центра Applied Physics: https://appliedphysics.org

Michal P. Heller, Fabio Ori, Alexandre Serantes. Geometric interpretation of time like entanglement entropy = Геометрическая интерпретация времениподобной энтропии запутанности. Physical Review Letters, 134, 131601. March 31, 2025. В открытом доступе.

Аналитические продолжения голографической энтропии запутанности, в которой граничная подобласть простирается вдоль времениподобного направления, дали надежду на новый, "времяцентрический" подход к исследованию возникновения пространства-времени. "Мы предполагаем, что объемные носители этой голографической времениподобной энтропии запутанности являются закрепленными на границе экстремальными поверхностями, исследующими аналитическое продолжение голографических пространств-времён в комплексные координаты ... "

Тоже интересно: Anil Ananthaswamy. In the quantum world, even points of view are uncertain  = В квантовом мире даже точки зрения неопределенны. Quanta. November 22, 2024.

Системы отсчета, из которых наблюдатели наблюдают квантовые события, сами могут иметь несколько возможных местоположений одновременно ... Обзор.

Arnub Ghosh. Revolutionizing quantum mechanics: The birth and evolution of the many-worlds interpretation (MWI) = Революция квантовой механики: рождение и эволюция многомировой интерпретации (ММИ). На arXiv:2405.06924. January 8, 2025.

Подробный обзор основополагающих идей и новых течений. Кроме того, обсуждается влияние ММИ на современную физику, включая ее связи с квантовой теорией информации и текущими экспериментальными испытаниями. "Предоставляя всесторонний анализ исторического развития и актуальности ММИ, данная статья предлагает понимание одной из самых провокационных интерпретаций квантовой механики и ее последствий для нашего понимания Вселенной ... "

Lev Vaidman. Probability of self-location in the framework of the many-worlds interpretation = Вероятность самолокализации в рамках многомировой интерпретации. Entropy, 27(4). April 11, 2025. В открытом доступе.

Растущий интерес к концепции вероятности самолокализации сознательного агента породил множество противоречий. Автор выявляет источники этих противоречий и утверждает, что определение "самости" операциональным способом дает удовлетворительное значение для вероятности самолокализации агента в квантовом мире. Оно сохраняет нетривиальную особенность субъективного незнания (неведения, ignorance) самолокализации без незнания (неведения, ignorance) состояния вселенной. Оно также позволяет определить правило Борна в многомировой интерпретации квантовой механики (ММИ, MWI) и доказать его из некоторых естественных предположений.
........................................................................................................................
Концепция вероятности самолокализации приводит к дебатам, которые простираются от предположений о том, что мы живем в компьютерной симуляции, до аргументов о том, что ММИ непоследовательна, и до споров о доказательстве правила Борна ... Мы можем задаться вопросом, уместно ли допускать постулаты самолокализации в физике.
Автор полагает, что эти трудности возникают, когда мы используем абстрактный подход к науке, рассматривая широкий спектр метафизических вариантов, и утверждает, что если мы ограничимся стандартной практикой в физике, основанной на операциональном значении, данная концепция полезна и даже необходима. Путаница, противоречия и парадокс вероятности самолокализации вытекают из формальной концепции "самости". Рассмотрение "я" как сущности, которая локальна в пространстве, локальна во времени и которая макроскопически отличается от любого другого "я" (возможно, только из-за местоположения в пространстве), позволяет получить удовлетворительную концепцию вероятности местоположения "я", которая сохраняет нетривиальную особенность субъективного незнания местоположения "я" без незнания состояния вселенной.

Charlie Wood. How some cosmologists are trying to slay the Multiverse = Как некоторые космологи пытаются уничтожить мультивселенную. Sciencesprings. February 24, 2025.

О дискуссиях (из Quanta - Fundamentals). " ... Пока некоторые теоретики спорят о тонкостях зеркальных вселенных, отскакивающих вселенных и мультивселенных, другие с нетерпением ждут следующего поколения астрономических обсерваторий для ответов. Например, в 2030-х годах трио спутников, известных как LISA, будет слушать гул ряби в пространстве-времени, который мог бы прояснить, что произошло в ранние моменты нашей Вселенной ... "

Marcia Wendorf. The first-ever evidence of the multiverse = Первое в истории доказательство существования Мультивселенной. Interesting Engineering. March 12, 2025.

"Холодное пятно" может быть доказательством того, что наша Вселенная – всего лишь одна из множества других. Краткий обзор.
........................................................................................................................
Хокинг объяснил, что "мы не свелись к одной, уникальной вселенной, но наши открытия подразумевают значительное сокращение мультивселенной до гораздо меньшего диапазона возможных вселенных". Это делает теорию не только более предсказательной, но и проверяемой.
И, если Хокинг и Хертог, Эверетт и Лора Мерсини-Хоутон, Тегмарк и Грин, а также множество других физиков правы, то где-то в другой вселенной в тот самый момент, когда вы читаете эту статью, Хокинг ходит и оживленно говорит о физике. Будем надеяться.

Искусство 

 

... Вечеринки для путешественников во времени: как доказать существование мультивселенной. Forbes. 13 апреля 2025 г.

... Отрывок из книги американского писателя и профессора физики в Университете Святого Иосифа в Филадельфии Пола Халперна "Очарование мультивселенной. Параллельные миры, другие измерения и альтернативные реальности" (2025), на русском языке, предлагающей оригинальное обобщение идей ученых и научных фантастов.
Защищает ли природа собственную историю ...

Richard Edwards. 13 faster-than-light travel methods from sci-fi that leave Einstein's theory of relativity in their space dust = 13 методов перемещения со сверхсветовой скоростью из научной фантастики, которые оставляют теорию относительности Эйнштейна в космической пыли. Space. March 14, 2025.

Космические ограничения скорости могут стать серьезным неудобством, но они редко останавливают развитие научной фантастики ... Даются краткие описания всех 13 методов.

Разное

Time and timelessness in fundamental physics and cosmology. Historical, philosophical, and mathematical perspectives = Время и безвременье в фундаментальной физике и космологии. Исторические, философские и математические перспективы. Editors: Silvia De Bianchi, Marco Forgione, Laura Marongiu. Springer. 2024. Электронная книга (сборник). Рефераты глав в открытом доступе (по ссылкам).

Данный сборник: "обогащает текущие дебаты о роли времени и безвременья с исторической и философской точек зрения; предлагает междисциплинарный подход к проблеме вневременности в фундаментальной физике и космологии; представляет и обсуждает передовые идеи о времени и его роли в основах физики и теоретической физике".
........................................................................................................................
Затрагиваются вопросы: Атемпоральность. Вечность и мгновенность. Безвременность в квантовой гравитации. Эффективная временная динамика. Ковариантное каноническое квантование. F-теория. Стрелы времени. Время в космологии. Дебаты об абсолютном времени. Безвременность в философии. Время и порядок. Теория причинных множеств. Исчезновение времени. Отсутствие времени. Время в квантовой гравитации. Философия времени и естественные науки. Квантовая гравитация, гидродинамика и космология. Возникновение времени. История философии времени.

Time and temporal asymmetries = Время и темпоральные асимметрии. Editors: Olimpia Lombardi, Cristian Lopez. Entropy, special issue. December 2024. Специальный выпуск журнала. Все статьи в открытом доступе (по ссылкам).

Время, вероятно, является одним из самых загадочных компонентов вселенной. С одной стороны, время уникально и неуловимо. С другой стороны, оно кажется неотъемлемой, привычной частью нашей жизни и мира. Отсюда неудивительно, что философы и ученые нашли в природе времени плодородную почву для философских и научных исследований. Однако чем больше мы углубляемся в природу времени, тем больше появляется загадок. Очевидно, что время, кажется, проходит, но как? Что значит, что время "проходит"? Какая физика стоит за кажущимся течением времени? Также очевидно, что время направлено, указывает в будущее, улетает от прошлого, но как? Действительно ли у времени есть направление? Какие физические доказательства у нас есть, чтобы осмыслить идею "направления времени"? Может ли время не иметь направления?
........................................................................................................................
Темы: Направление времени. Инвариантность к обращению времени. Необратимость. Энтропия. Квантовая гравитация. Общая теория относительности. Термодинамика. Статистическая механика. Метафизика времени. Субстантивализм против реляционизма. Топология времени. Презентизм, этернализм и блоковая вселенная. Стрелы времени. Путешествия во времени.

Radovan Machotka. The Euclidean model of space and time, and the wave nature of matter = Евклидова модель пространства и времени и волновая природа материи. Frontiers in Physics, vol. 13. February 10, 2025. В открытом доступе.

Демонстрируется принципиальное преимущество евклидовой модели пространства и времени (EMST) перед специальной теорией относительности (SR) в области волнового описания материи.
EMST предлагает единое описание всех частиц материи как волн, движущихся через четырехмерное евклидово пространство со скоростью света. В отличие от обычного описания в трех измерениях, где групповая и фазовая скорости частицы различаются, в четырехмерном пространстве волна и связанная с ней частица могут рассматриваться как единый объект ...
EMST проясняет происхождение релятивистских явлений и объясняет кажущиеся загадки, связанные с волновой природой материи. С более широкой точки зрения EMST имеет все предпосылки стать отправной точкой для взаимного объединения "релятивистской" и "квантовой" физики в единую физическую теорию ...

Kelsey Johnson. Why does our universe have something instead of nothing? = Почему в нашей Вселенной есть что-то, а не ничто? New Scientist. November 8, 2024.

Почему этот философски звучащий вопрос относится к области науки.
Существуют разные типы ничто. Далее о трёх основных типах.
Тип 1. Самый тривиальный. Который многие люди могут представлять, когда думают о "ничём". В этом случае есть вселенная, готовая для заселения обитателей, но в ней просто ничего нет – ни материи, ни энергии, ни силовых полей. Мы не можем достичь этого типа ничто в лаборатории: даже в самых экстремальных ультравакуумных камерах всё еще есть поля, которые пронизывают пространство, и которых мы не можем избежать, по крайней мере, пока.
Тип 2. Выводит небытие на новый уровень. В этом случае у нас больше нет ткани пространства-времени. В аналогии с недвижимостью это было бы похоже на то, что у вас есть разрешение на строительство дома, но еще нет земли, на которой вы можете его построить. Но существуют правила зонирования, определяющие, что можно сделать. То есть, базовые законы, которые сообщают о том, что может существовать.
Тип 3. Самый экстремальный. Нет вещей, нет полей, нет арены и нет базовой структуры или набора законов. Действительно полная и абсолютная пустота, которая не поддается языку. Даже если назвать ее "пустотой", это может означать, что уже есть что-то пустое. В этом типе ничто не ясно, есть ли место даже для высшей силы, потому что это не было бы ничто.
"Давайте представим на мгновение, что вы хотите купить машину, но у вас нет денег. Очень добрый и щедрый друг одалживает вам деньги без процентов, и вы покупаете машину. Теперь она у вас есть, но вы должны своему другу ровно столько денег, сколько стоит машина. Так что, в каком-то очень реальном смысле, ваш чистый капитал равен нулю. Оказывается, вселенная находится в похожей ситуации.
"Чистая стоимость" наблюдаемой вселенной, по-видимому, фактически равна нулю или настолько близка к нулю, насколько мы можем определить. Мы можем оценить всю массу и энергию наблюдаемой вселенной – что положительно – и мы можем оценить всю гравитационную потенциальную энергию вселенной – что отрицательно – и эти два, кажется, компенсируют друг друга. Если у вселенной чистая стоимость равна нулю, то вместо того, чтобы спрашивать: "Почему у нас есть что-то вместо ничего?", вопрос становится: "Каков был механизм кредита, который позволил вселенной возникнуть?"
........................................................................................................................
Любая достаточно продвинутая технология неотличима от магии.

Келси Джонсон – астрофизик из Университета Вирджинии, бывший президент Американского астрономического общества. Автор книги "В неизведанное: поиск понимания тайн космоса" (2024).

Интересно: Физики разработали новый метод для изучения квантовых вихрей. Naked Science. 17 марта 2025 г.

Российские ученые при поддержке Российского научного фонда изучили пространственную и температурную эволюцию закрепления вихрей в ниобиевых пленках, осажденных методом магнетронного распыления с толщиной 50-240 нм ...
"Мы впервые смогли увидеть, как вихри взаимодействуют с дефектами в сверхпроводящих пленках на нанометровом уровне. Это открывает новые горизонты для разработки более эффективных сверхпроводящих материалов и устройств ... Наш метод позволяет не только визуализировать дефекты, но и изучать их влияние на сверхпроводящие свойства. Это важно для создания новых квантовых устройств ... "

Оригинальная статья опубликована в журнале Nature - Communications Materials (в открытом доступе).

Необычно: Lee Billings. Quantum physics is on the wrong track, says Breakthrough Prize winner Gerard ’t Hooft = Квантовая физика движется по неверному пути, считает лауреат "Премии за прорыв" Герард Хофт. Scientific American. April 7, 2025.

Интервью.
........................................................................................................................
A ... Люди не должны продолжать настаивать на том, что мертвый кот и живой кот накладываются друг на друга. Это полная чушь ...
Q Расскажите мне об этом. Если суперпозиции являются иллюзией в том смысле, что это чисто математические концепции, не имеющие основы в физической реальности, то как это согласуется с продолжающимся успехом квантовой информационной науки и квантового вычисления, где кажется, что "накладки" являются реальным физическим феноменом, который может быть использован, например, чтобы делать вещи, которые не могут быть сделаны классически?
A ... Квантовая технология – это то, что вы получаете, если вы предполагаете реальность "накладных" систем. Что я имею в виду? Мы знаем, что накладки в макроскопическом мире не имеют смысла. Это ясно. И я верю, что в микроскопическом мире это тоже явно бессмыслица, даже если может показаться, что у нас нет ничего, кроме надслоек для понимания атомов. И я думаю, что люди в квантовой технологии, вероятно, не понимают, что они делают совершенно противоположное тому, что они думают. Они думают, что понимают квантовую механику. Вместо этого я думаю, что они должны пытаться удалить квантовую механику из описания, пытаясь использовать более фундаментальные степени свободы, как те дискретные состояния, которые я упомянул. Они не задают правильных вопросов, и эта неспособность делает вещи всё более и более сложными, все более и более квантово-механическими, тогда как, на самом деле, это не должно быть истолковано таким образом.
........................................................................................................................
Q Кажется, вы говорите, что мы должны жить в часовой вселенной, в которой вещи должны быть чисто детерминированными на очень фундаментальном уровне, и поэтому у нас очень мало места для каких-либо квазимистических спекуляций. Одним из следствий этого, кажется, является размывание тайны в какой-то степени. Вы упомянули ранее об упорном сохранении почти религиозного подхода к квантовой механике в научном сообществе, не говоря уже о попкультуре. Возможно, это отношение удерживается потому, что для многих людей оно сохраняет неизречимость всего того, что мы переживаем в мире, вместо того чтобы предполагать, что все может быть известно, заполнив правильные уравнения. Так что, если вы верите в этот мир с часовым механизмом, мне интересно, что вы скажете о его наиболее таинственном аспекте.
A ... Есть еще много тайн, которые делают нашу проблему очень, очень сложной. Эта детерминированная вселенная, о которой мы говорим, может быть полностью понята только кем-то с гораздо большим разумом, намного большим мозгом, чем у меня, потому что они должны будут рассмотреть все возможности. Как только вы делаете неправильное предположение, вы снова получаете эту квантово-механическую ситуацию, в которой вещи начинают накладываться друг на друга.
Простой вопрос: Можно ли сформулировать квантовую механику без "принципа накладки"? И мой ответ – да. И в одной из моих последних работ [препринте], на arXiv, я написал немного простую модель – слишком простую, чтобы быть полезной в реальном мире. Но модель – это просто часы, часы с маятником, который двигается очень организованно, и этот маятник управляет колесом, которое показывает время, стрелки, которые показывают минуты и секунды. Из-за этого я называю его моделью часов моего деда. И из маятника вы можете вычислить, какое время должна показывать стрелка ... Маятник на самом деле квантовый маятник; он может быть количественно измерен, мы можем написать для него квантовые уравнения.
........................................................................................................................

В кратком изложении The Quantum Insider: … Суперпозиция – это нонсенс …

" ... И я бы сказал, что суперпозиции состояний не реальны ... Если вы посмотрите очень внимательно, вещи никогда не накладываются друг на друга ... Знаете, возьмите моего кота, он может быть мертвым; он может быть живым. Может ли он находиться в суперпозиции? Это абсурд! ... "
Взгляды этого известного ученого, лауреата Нобелевской премии по физике, лауреата престижной научной "Премии за прорыв" ставят его в противоречие с большей частью истеблишмента квантовой науки, включая бурно развивающуюся область квантовой информации и вычислений. Тогда как многие исследователи считают, что суперпозиция и запутанность имеют решающее значение для квантового ускорения и шифрования, он предполагает, что данные эффекты неправильно поняты и что прогресс будет достигнут не за счет совершенствования квантовой механики, а за счет ее замены.

Голованов Г. Математика указала на возможность невозможных частиц. Хайтек+. 10 января 2025 г.

Фермионы, бозоны и парачастицы. По материалам EurekAlert.

Оригинальная статья в журнале Nature (в открытом доступе). Дополнительно Quanta и Physics World.

Robert Lea. Matter-spewing 'singularities' could eliminate the need for dark energy and dark matter = "Сингулярности", извергающие материю, могут устранить необходимость в тёмной энергии и тёмной материи. Space. April 15, 2025.

Новая модель космоса устраняет два самых тревожных и загадочных элемента вселенной – тёмную энергию и тёмную материю, которые вместе называются тёмной вселенной.
Идея в следующем.
Тёмная вселенная заменяется множеством ступенчатых всплесков, называемых "транзиентными временными сингулярностями", которые прорываются по всему космосу.
Эти сингулярности могут открыться, чтобы затопить вселенную материей и энергией, заставив саму ткань пространства расшириться. А разрывы будут закрываться так быстро, что останутся незаметными, позволяя нам увидеть расширение космоса, которое мы приписываем тёмной энергии, и гравитационное влияние, которое мы приписываем тёмной материи ...
По материалам журнала Classical and Quantum Gravity.

Nathaniel MacDonald. Arrow of time in 5D time-field framework. A preliminary analysis of the arrow of time in a 5D time-field framework = Стрела времени в 5D-структуре поля времени. Предварительный анализ стрелы времени в 5D-структуре поля времени. ResearchGate. February 2025.

Наблюдаемая стрела времени или необратимое увеличение энтропии является естественным следствием динамического, дополнительного поля времени (временного поля, темпорального поля). В предлагаемой структуре время рассматривается как активное, развивающееся поле со своими собственными степенями свободы, а не как статическая координата. Показано, что нетривиальный потенциал в дополнительном временном измерении может нарушить симметрию обращения времени и, будучи связанным с материей, порождает предпочтительное направление для эволюции энтропии. Представлен теоретический вывод механизма и изложены проверяемые предсказания, которые могли бы отличить данную структуру от стандартной 4D-физики. Препринт.

Автор – независимый исследователь. Кроме того, использует машинное обучение для объединения идей из разных дисциплин, "совершенствуя наше понимание относительности и детерминистских законов" ...

Awareness without time? A deep look into timelessness in deep meditative states = Осознание без времени? Глубокий взгляд на безвременье в глубоких медитативных состояниях. Phys.org. December 11, 2024.

В рассказах людей, описывающих глубокую медитацию, часто описываются такие состояния, как "чистый опыт сознания", которые ощущаются как "бдительность", но практически лишены какого-либо содержания, кроме "самой осознанности". В целом, эти состояния описываются как вневременные, что предполагает потерю понятия времени и других аспектов временных явлений, включая такие концепции, как прошлое и будущее. Но если человек осознает, что он сознательно бодрствует и бдителен, разве он не должен также осознавать, что он бодрствует в течение некоторого времени? Могут ли глубокие медитативные состояния быть действительно вневременными?
По материалам журнала The Philosophical Quarterly.

Леви А. "ИИ превзошел человека в эмпатии". Subscribe.Ru. 9 апреля 2025 г.

Большие языковые модели официально прошли трёхсторонний тест Тьюринга. Впервые.
Версия GPT-4.5 выдала себя за человека в 73% случаев, причем модель убеждала в своей живой природе чаще, чем это делали люди ...

Ryszard Horodecki. Does quantum information require additional structure? = Требует ли квантовая информация дополнительной структуры? Foundationas of Physics, vol 55. February 16, 2025.

На основе принципа соответствия предлагается интерпретация волновой функции как математического представления квантовой информации ... На arXiv.

"Мозг человека – это и есть квантовый компьютер". Интервью с омским квантовым физиком Игорем Широковым. Трамплин. 20 января 2025 г.

........................................................................................................................
Вопрос: "А с точки зрения квантовой физики – сколько измерений в пространстве?"
Ответ: "По разным теориям по-разному. Ещё одна математическая байка: вот, например, ученые, которые занимаются квантовой теорией поля, не могут спокойно слышать число 26. Я был на конференции, где геометр делает доклад и называет число 26. И тут внезапно все просыпаются – откуда взялось число 26?! Число 26 – это размерность пространства-времени, которая получается в теории суперструн. Это уже игра в фантастические миры. Сначала мы строим фантастический мир – как шутят физики, сферический конь в вакууме – а потом мы эту модель начинаем приземлять, чтобы поместить туда нашу Вселенную. И пока таких конструкций, которые бы удовлетворили всех, нет."
........................................................................................................................

Karmela Padavic-Callaghan. Space could emerge from time = Пространство может возникнуть из времени. ScienceDirect, Volume 266, Issue 3539. April 19, 2025.

Исследование поведения отдельного квантового бита во времени выявило поразительное сходство с геометрией трёхмерного пространства. Математика квантовых битов намекает, что пространство может возникнуть из времени. Открытие предполагает, что пространство и время не могут быть неразрывно связаны ...
Исследователи начали с математической модели для одного кубита, который экспериментатор может подвергнуть последовательности измерений в течение заданного периода времени. В рамках этой модели – и не предполагая ничего о начальном состоянии кубита – они проанализировали, какими будут корреляции между результатами таких измерений, если рассматривать их через разные временные интервалы. Данный процесс немного похож на анализ того, связано ли то, что кубит делает сегодня, с тем, что он делал в прошлом ...

Кратко Хайтек.

Is our universe the ultimate computer? = Является ли наша Вселенная совершенным компьютером? Phys.org. April 25, 2025.

Являемся ли мы просто персонажами в развитом виртуальном мире – это широко обсуждаемая теория, бросающая вызов предыдущим представлениям о вселенной и нашем существовании.
Возможность того, что вся вселенная имеет информационную природу и напоминает вычислительный процесс, является популярной теорией среди ряда известных деятелей, включая Илона Маска. Эта мысль исходит из раздела науки, известного как информационная физика, которая предполагает, что физическая реальность на самом деле состоит из структурированной информации.
В новой статье, опубликованной в журнале AIP Advances (в открытом доступе) и включенной в "Выбор редактора" журнала, физик из Портсмутского университета, доктор Мелвин Вопсон, представляет выводы, которые указывают на то, что гравитация или гравитационная сила являются результатом вычислительного процесса во Вселенной.
Он предполагает, что гравитация на самом деле может быть вызвана тем, как во Вселенной организована информация о материи. Используя второй закон динамики информации, он указывает, что материя и объекты в пространстве могут быть стянуты вместе, потому что Вселенная пытается сохранить информацию аккуратной и сжатой ...



И. Зерчанинова