Основной охватываемый период – 16 сентября - 1 декабря 2023 г.

Разделы: Гуманитарное знание. Физика. Биология и медицина. Путешествия во времени. Искусство. Разное. Часть 1

Гуманитарное знание

Understanding human time = Понимание человеческого времени. Edited by Kasia M. Jaszczolt. Oxford University Press. 2023. 384 страницы. Печатная и электронная версии.

Сборник исследовательских работ под редакцией профессора лингвистики и философии языка Кембриджского университета. В рамках серии "Оксфордские исследования времени в языке и мышлении" (см. книги о времени), идентифицирующей и продвигающей новаторские исследования человеческого понятия времени и его представления в языке.

Течение времени: реальность или иллюзия? Данный научный проект: (1) сочетает лингвистические и философские подходы к множеству аспектов человеческой концептуализации времени, (2) опирается на обширные данные из самых разных языков из разных языковых семей, (3) исследует вопросы времени как на микроуровне физической реальности, так и на макроуровне социальной реальности.

Пространство и время в языке и культуре. Коллектив авторов. Электронная книга. 2017. Библиотека Института славяноведения РАН.

Способы концептуализации пространства и времени рассматриваются на материале разных славянских языков и культурных традиций и разных жанров народной культуры, обрядов и обычаев, фольклорных текстов, языковой номинации. Исследуется символика отдельных единиц пространства и времени, например, углов дома, лунного времени ... 

Тоже интересно: [К некоторым фактам о времени]. Informburo.kz. 29 ноября 2023 г.

Восприятие времени в значительной мере зависит от родного языка. Если для носителей английского и русского языков время идет как бы слева направо, то носителям китайского языка, например, время может представляться как вертикальная линия (причем будущее находится ниже прошлого), а грекам – как трёхмерное понятие. У ряда австралийских аборигенов время не зависит от положения человека в пространстве, оно всегда течёт с востока на запад.

Можно угодить в воронку времени и оказаться в измененной реальности.

Физика

Томас Хертог. О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга. Издательство БОМБОРА. Серия "Большая наука". 2023. 480 страниц.

"Вселенная, которую мы наблюдаем, выглядит спроектированной ... " На указанном сайте можно прочитать отрывок.

Из некоторых других разделов книги: Ведомости (" ... как менялась Вселенная после Большого взрыва ... "), Нож (" ... время, когда времени не было. Почему у Вселенной нет ни начала, ни границ ... "). 

Томас Хертог проработал со Стивеном Хокингом 20 лет. В этой книге Хертог собрал финальные мысли ученого.

Matteo Luca Ruggiero. Synchronization and fundamental time: a connection between relativity and quantum mechanics. Brief report = Синхронизация и фундаментальное время: связь между теорией относительности и квантовой механикой. Краткий отчет. Foundations of Physics, vol. 53. September 15, 2023.

Интересная связь между специальной теорией относительности и квантовой механикой была выдвинута около 60 лет назад Луи де Бройлем, сосредоточившим внимание на связи между синхронизацией во вращающейся системе отсчета и квантованием углового момента. Авторы обобщают его подход к искривленному пространству-времени, используя гравитоэлектромагнитную аналогию, которую можно применить для описания слабого гравитационного поля вокруг вращающихся источников, и дают новую интерпретацию результатов.

См. также: Ted Dace. Special relativity in superposition = Специальная теория относительности в суперпозиции. Axiomathes, vol. 32. August 30, 2021.

Относительность синхронности вместо относительности одновременности ...

Как теория сокращения длины и замедления времени на основе относительного движения в контексте абсолютной скорости света, специальная теория относительности является окончательной интерпретацией преобразования Лоренца и правильным объяснением релятивистских явлений. "Относительность одновременности, как я показываю, не играет роли в данном объяснении, а вместо этого обеспечивает очевидное оправдание взгляда на время, в котором настоящий момент зависит от системы отсчета. В отличие от своего законного применения, специальная теория относительности терпит неудачу как теория времени на основе относительности одновременности ... "

Mario Bacelar Valente. Time in the theory of relativity: inertial time, light clocks, and proper time = Время в теории относительности: инерционное время, световые часы и собственное время. Journal for General Philosophy of Science. May 10, 2018.

Подобно классической механике, где у нас есть концепция инерционного (инерциального, inertial) времени*, выраженная в движении тел, в специальной теории относительности мы можем рассматривать инерционное время как единственное действующее понятие времени.

Инерционное время выражается и в распространении света. Что порождает понятие световых часов**, которые мы можем рассматривать как понятие, полученное из инерционного времени. Световые часы можно рассматривать как решение теории, соответствующей требованию, что часы должны иметь скорость, независимую от их прошлой истории. Вопреки мнению Эйнштейна, нам не нужно понятие "часы" как самостоятельное понятие. Это подразумевает, в частности, что нам не нужно полагаться на понятия атомных часов или атомного времени в теории относительности.

 На arXiv.

* Мы можем определить инерционное время, например, по расстоянию, пройденному свободным телом: равным расстояниям соответствуют равные промежутки инерционного времени. В теории относительности далеко не ясно, какое понятие или понятия времени могут здесь иметь место. Эйнштейн считает, что нам нужно опираться на самостоятельную концепцию – на концепцию часов ... Также нам необходимо предположение, что ход этих часов не зависит от их предыдущей истории, т. е. от пути, который они прошли в пространстве-времени, их ускорений, наличия электромагнитных полей и т. д. ... /из авторского текста/.

** Световые часы могут "заменить" атомные часы, иметь местное время в каждой позиции инерциальной системы отсчета. Все координатные измерения времени затем рассчитываются с точки зрения распространения света ... /из авторского текста/.

Matheus F. Savi, Renato M. Angelo. Time contraction within lightweight reference frames = Сокращение времени в упрощенных (легких) системах отсчета. Brazilian Journal of Physics, vol. 47. April 20, 2017.

Специальная теория относительности учит нас, что хотя различные инерциальные системы воспринимают одни и те же динамические законы, пространственные и временные интервалы различаются по значению. "Мы возвращаемся к проблеме сокращения времени, используя парадигматическую модель быстро движущейся лаборатории, внутри которой фотон испускается и затем поглощается. Однако в нашей модели лаборатория состоит из двух независимых параллельных пластин, каждая из которых должна быть достаточно светлой, чтобы получать отдачу при излучении и поглощении света ... "

"Легкость" лаборатории усиливает сокращение времени.

Обычно уравнение ∆t_S' = ∆t_S/γ_u выражается как ∆t_S = γ_u∆t_S' и называется утверждением о замедлении времени. В этой форме основное внимание уделяется внешнему временному интервалу. "В данной работе мы решили сосредоточить внимание на физике внутренней системы отсчета, поэтому мы используем ∆t_S' = ∆t_S/γ_u и назовем это явление сокращением времени ... " На arXiv.

Michael Suleymanov, Eliahu Cohen. Quantum frames of reference and the relational flow of time = Квантовые системы отсчета и реляционный поток времени. The European Physical Journal Special Topics. September 4, 2023.

В рамках классической и квантовой механики анализируются относительная эволюция во времени и связанные с ней вопросы. Обсуждаются основы квантовых систем отсчета – в пространстве и во времени, а также "вневременной" подход к квантовой механике (работы Пейджа и Вуттерса). Рассматриваются отношения неопределенности "время-энергия" и возникновение неунитарности в этих рамках. Авторы подчеркивают реляционные аспекты квантового времени и уникальные особенности неинерциальных систем часов. Краткий обзор.

Kenji Maeda, Tharon Holdsworth, Sebastian Deffner, Akira Sone. Detailed fluctuation theorem from the one-time measurement scheme = Подробная флуктуационная теорема из схемы однократного измерения. Physical Review A, 108, L050203. November 17, 2023.

Квантовая термодинамика. " ... Наш результат проясняет, что законы термодинамики на наноуровне зависят от выбора метода измерения и могут предоставить экспериментаторам конкретную стратегию для изучения законов термодинамики на наноуровне, защищая квантовую когерентность и корреляции".

Sotnikov, O. M., Stepanov, E. A., Katsnelson, M. I., Mila F., Mazurenko, V. V. Emergence of classical magnetic order from Anderson towers: quantum darwinism in action = Возникновение классического магнитного порядка из башен Андерсона*: квантовый дарвинизм в действии. Physical Review X, 13, 041027. November 8, 2023. В открытом доступе.

Квантово-классический переход. Предполагается, что окружающая среда играет негативную роль в квантовой механике, разрушая когерентность квантовой системы и, тем самым, случайным образом изменяя ее состояние. Однако для квантовой системы, изначально находящейся в вырожденном основном состоянии, ситуация может быть иной. В этом случае бесконечное многообразие собственных функций основного состояния может содержать несколько состояний нулевой запутанности ... Показано, что вырождение основного квантового состояния является ключом к объяснению нетривиальных свойств магнитной материи в классическом мире, включая топологическую защиту, возникающую в классическом пределе.

Совместное исследование ученых, представляющих научные центры России, Франции, Нидерландов и Швейцарии.

Из популярного резюме

Проблема перехода от квантовой реальности к классической реальности может проявляться в разных ситуациях в науке и технике. Например, в физике конденсированного состояния одной из текущих теоретических задач является установление связи между сильно запутанным состоянием квантовой системы и особым классическим магнитным порядком, наблюдаемым в экспериментах. На сегодняшний день эта связь продемонстрирована только на уровне таких наблюдаемых величин, как функции магнитной корреляции. "Здесь мы сосредоточимся на установлении более фундаментального квантово-классического соответствия и покажем, как можно получить конкретный классический порядок в виде суперпозиции собственных квантовых состояний ... ".

* "Башня" состояний – серия собственных энергетических состояний.

Очень интересно: New theory seeks to unite Einstein’s gravity with quantum mechanics = Новая теория стремится объединить гравитацию Эйнштейна с квантовой механикой. UCL News. December 4, 2023. Релиз Университетского колледжа Лондона.

Новая радикальная теория, последовательно объединяющая гравитацию и квантовую механику, сохраняя при этом классическую концепцию пространства-времени Эйнштейна, анонсирована в двух статьях, опубликованных физиками UCL - University College London в журналах Physical Review X (в открытом доступе) и Nature Communications (в открытом доступе).

В течение многих лет преобладающим предположением было то, что теория гравитации Эйнштейна должна быть модифицирована или "квантована", чтобы соответствовать квантовой теории: подход двух ведущих кандидатов на создание квантовой теории гравитации – теории струн и петлевой квантовой гравитации.

Однако новая теория, разработанная профессором Джонатаном Оппенгеймом (UCL Physics & Astronomy), бросает вызов такому консенсусу и использует альтернативный подход, предполагая, что пространство-время может быть классическим, то есть вообще не регулируемым квантовой теорией.

Вместо того, чтобы модифицировать пространство-время, теория, получившая название "постквантовой теории классической гравитации", модифицирует квантовую теорию и предсказывает внутреннее нарушение предсказуемости, которое опосредовано самим пространством-временем. Это приводит к случайным и сильным флуктуациям пространства-времени, которые превышают предусмотренные квантовой теорией, что делает видимый вес объектов непредсказуемым, если его измерить достаточно точно ...

О данной теории The Guardian - Physics ("Шаткое пространство-время" может помочь разрешить противоречивые физические теории ... ). Популярно на русском языке Новая наука, Naked Science, Security Lab.

Eleftherios-Ermis Tselentis, Amin Baumeler. Admissible causal structures and correlations = Допустимые каузальные (причинные) структуры и корреляции. PRX Quantum, 4, 040307. October 11, 2023. В открытом доступе.

Хорошо известно, что если предположить, что квантовая теория справедлива локально, то станут возможными процессы с неопределенным причинным порядком и циклическими причинными структурами. "Здесь мы изучаем качественные ограничения на причинные структуры и корреляции, налагаемые локальной квантовой теорией ... "

Из популярного резюме

Один из подходов к объединению общей теории относительности с квантовой теорией основан на принципе эквивалентности Эйнштейна. Здесь предполагается, что квантовая теория справедлива в локальных областях пространства-времени (лабораториях), но не на глобальном уровне. Причинные связи между данными лабораториями удобно выражать с помощью причинной структуры: ориентированный граф поверх данных лабораторий с ребрами, указывающими на лаборатории в соответствующем причинном будущем ...

"Наши результаты убедительно доказывают, что квантовая теория не допускает более общих причинных структур по сравнению с классическими теориями. Более того, это поднимает вопрос, должно ли выявленное теоретико-графовое свойство удовлетворяться какой-либо разумной физической теорией. Наши результаты могут служить проверкой теорий – кандидатов квантовой гравитации: если теория-кандидат выходит за пределы, представленные здесь, то, согласно этой теории-кандидату, провал квантовой теории должен быть обнаружен в локальном квантовом эксперименте".

Detlev Buchholz, Klaus Fredenhagen. Arrow of time and quantum physics = Стрела времени и квантовая физика. Foundations of Physics, vol. 53. September 21, 2023. В открытом доступе.

Время как полугруппа и его распространение на группу ... Пространство Минковского ... Неопределенное прошлое ... Потеря квантовой информации ... Возврата к прошлому нет ... Каузальные операции и квантовое поведение ... Стрела времени как источник квантования ... 

На основе гипотезы о том, что (необратимая) стрела времени присуща любой системе, какой бы небольшой она ни была, обсуждаются последствия. В рамках локальной квантовой физики показано, как такое полугрупповое действие времени может быть непротиворечиво продолжено до действия группы пространственно-временных трансляций в пространстве Минковского. Однако при наличии безмассовых возбуждений возникают неоднозначности в теоретических расширениях трансляции времени в прошлое. Определена соответствующая потеря квантовой информации о состояниях со временем. Наконец, объясняется, как описание операций в классических терминах в сочетании с ограничениями, налагаемыми стрелой времени, приводит к квантовой теоретической структуре. Полученные результаты позволяют предположить, что стрела времени имеет фундаментальную природу, а не просто следствие статистических эффектов, на которых основан Второй закон.

K. Khan, W. F. Magalhaes, J. S. Araujo, B. de Lima Bernardo, G. H. Aguilar. Quantum coherence and the principle of microscopic reversibility = Квантовая когерентность и принцип микроскопической обратимости. Physical Review A, 108, 052215. November 15, 2023.

Принцип микроскопической обратимости является фундаментальным элементом в формулировке флуктуационных соотношений и соотношений взаимности Онзагера. Четкое описание того, адаптирован ли этот принцип к квантово-механическому сценарию и каким образом, может оказаться важным для лучшего понимания неравновесных квантовых процессов. "Здесь мы предлагаем квантовое обобщение этого принципа, которое подчеркивает роль когерентности в отношениях симметрии, включающих вероятность наблюдения квантового перехода и соответствующего процесса, обращенного во времени ... "

Dzuba, V. A., Flambaum, V. V. Os¹⁶⁺ and Ir¹⁷⁺ ions as candidates for accurate optical clocks sensitive to physics beyond the standard model = Ионы Os¹⁶⁺ и Ir¹⁷⁺ как кандидаты для создания точных оптических часов, чувствительных к физике, выходящей за рамки стандартной модели. Physical Review A, 108, 053111. November 13, 2023.

Авторы провели подробные расчеты электронной структуры иона Os¹⁶⁺ и показали, что он имеет несколько метастабильных состояний, которые можно использовать для очень точных оптических часов. Получаемые часы высокочувствительны к проявлениям физики, выходящим за рамки стандартной модели, таким как изменение во времени постоянной тонкой структуры α, взаимодействие со скалярными и псевдоскалярными (аксионными) полями ...

Аналогичные расчеты для спектров иона Ir¹⁷⁺ демонстрируют хорошее согласие теории и эксперимента. Это помогает подтвердить метод расчетов и продемонстрировать, что оба иона являются отличными кандидатами для поиска новой физики.

Charlie Wood. Physicists who explored tiny glimpses of time win Nobel Prize = Физики, исследовавшие крошечные проблески времени, получили Нобелевскую премию. Quanta. October 3, 2023.

Развитие аттосекундных импульсов света позволило ученым исследовать покадровое движение электронов.

Анн Л’Юлье, Пьер Агостини и Ференц Краус.

Porsev, S. G., Kozlov, M. G, Safronova, M. S. Contribution of negative-energy states to multipolar polarizabilities of the Sr optical lattice clock = Вклад состояний с отрицательной энергией в мультиполярные поляризуемости часов на стронциевой оптической решетке. Physical Review A, 108, L051102. November 9, 2023.

" ... Мы представляем простую, но точную формулу магнитно-дипольной поляризуемости, учитывающую вклады состояний как с положительной, так и с отрицательной энергией ... получаем хорошее согласие с экспериментальными результатами, объясняя основное расхождение между теорией и экспериментом ... "

Результаты совместного исследования российских и американских ученых. 

См. синопсис: Ryan Wilkinson. Solution for atomic clock puzzle = Решение головоломки с атомными часами. Physics, 16, s160. November 9, 2023. "Разрешение серьезного расхождения между теорией и экспериментом для стронциевых атомных часов могло бы помочь повысить точность этих хронометристов ... "

Данный синопсис также включает краткий обзор статьи китайских ученых: Fang-Fei Wu, Ting-Yun Shi, Wei-Tou Ni, Li-Yan Tang. Contribution of negative-energy states to the E2–M1 polarizability of optical clocks = Вклад состояний с отрицательной энергией в E2–M1 поляризуемость оптических часов. Physical Review A, 108, L051101. November 9, 2023.

Рудик Д. Измерение времени ограничили в точности и разрешении. Это накладывает фундаментальный предел на скорость и надежность квантовых вычислений. N+1. 11 декабря 2023 г.

По материалам журнала Physical Review Letters.

В одной из рассматриваемых статей: "С термодинамической точки зрения все часы управляются необратимыми процессами. Кроме того, можно использовать колебательные системы для временной модуляции термодинамического потока в направлении равновесия. Сосредоточив внимание на самых элементарных событиях термализации, данную модуляцию можно рассматривать как временную концентрацию вероятности для этих событий. Есть два фундаментальных фактора, ограничивающих работу часов: на одном уровне – неизбежные отклонения колебательной системы, устраняемые путем поиска стабильных атомных или ядерных переходов, которые приводят к поразительной точности сегодняшних часов. На другом уровне существует стохастическая природа необратимых событий, на которых основана работа часов. Это становится актуальным при стремлении максимизировать разрешение часов при высокой точности, в конечном итоге ограничиваемой количеством таких стохастических событий на единицу отсчетного времени. Мы обращаемся к этому важному компромиссу между точностью часов и разрешением, доказывая универсальный предел для всех часов, чьи элементарные события термализации не имеют памяти ... " /Florian Meier, Emanuel Schwarzhans, Paul Erker, Marcus Huber. Fundamental accuracy-resolution trade-off for timekeeping devices = Фундаментальный компромисс между точностью и разрешением для устройств хронометража. Physical Review Letters, 131, 220201. November 28, 2023./

Научные центры Австрии, Ирландии, Швейцарии. 

Jennifer Chu. Study finds more stable clocks could measure quantum phenomena, including the presence of dark matter = Исследование показало, что более стабильные часы могут измерять квантовые явления, включая наличие темной материи. Phys.org. November 30, 2023.

Практика поддержания времени зависит от устойчивых колебаний. В напольных часах длина секунды обозначается одним колебанием маятника. В цифровых часах вибрации кристалла кварца отмечают гораздо меньшие доли времени. В атомных часах колебания лазерного луча заставляют атомы вибрировать со скоростью 9,2 миллиарда раз в секунду. Эти самые маленькие и наиболее стабильные отрезки времени определяют время для сегодняшней спутниковой связи, систем GPS и финансовых рынков.

Стабильность часов зависит от шума в окружающей среде. Небольшой ветер может привести к рассинхронизации колебаний маятника. Тепло может нарушить колебания атомов в атомных часах. Устранение таких воздействий окружающей среды может повысить точность часов.

Вместе с тем, новое исследование Массачусетского технологического института показывает, что даже если весь шум внешнего мира будет устранен, стабильность часов, лазерных лучей и других генераторов все равно будет уязвима для квантово-механических эффектов. Точность осцилляторов в конечном итоге будет ограничена квантовым шумом.

Но теоретически есть способ преодолеть этот квантовый предел. В своем исследовании ученые показывают, что, манипулируя или "сжимая" состояния, способствующие квантовому шуму, стабильность генератора можно улучшить, даже превысив его квантовый предел.

По материалам журнала Nature Communications.

Дополнительно SciTechDaily: "Квантовое сжатие: Массачусетский технологический институт открывает новые измерения в точных часах ... "

Peter Reimann, Patrick Vorndamme, Jurgen Schnack. Nonequilibration, synchronization, and time crystals in isotropic Heisenberg models = Неравновесие, синхронизация и кристаллы времени в изотропных моделях Гейзенберга. Physical Review Research, 5, 043040. October 12, 2023. В открытом доступе.

В центре внимания системы многих тел, чьи средние значения даже не уравновешиваются ... , а скорее демонстрируют постоянные долговременные колебания.

"Рассмотрены изотропные, но в остальном в значительной степени произвольные модели Гейзенберга в присутствии однородного магнитного поля, включая различные интегрируемые, неинтегрируемые, а также неупорядоченные примеры, и не обязательно ограничивающиеся одним измерением или короткодействующими взаимодействиями. Принимая как должное, что неравновесное начальное условие и спектр модели без поля удовлетворяют некоторым очень слабым требованиям, аналитически показано, что средние значения общих наблюдаемых демонстрируют постоянные долговременные колебания, что исключает равновесие. Если модель (но не обязательно начальное условие) трансляционно-инвариантна, долговременные колебания, кроме того, демонстрируют синхронизацию в долгосрочной перспективе, а это означает, что они инвариантны относительно произвольных сдвигов наблюдаемой. Аналогичные долговременные колебания восстанавливаются и для временных корреляционных функций, когда система с самого начала уже находится в тепловом равновесии, реализуя, таким образом, так называемый кристалл времени".

См. также о кристаллах времени в предыдущих выпусках.

Arnab Acharya, Pratik Jeware, Soumitro Banerjee. Objective collapse induced by a macroscopic object. Brief report = Объективный коллапс, вызванный макроскопическим объектом. Краткий отчет. Foundations of Physics, vol. 53. July 18, 2023.

"Коллапс волновой функции, пожалуй, наименее изученный процесс в квантовой механике. Для решения этой проблемы было выдвинуто множество идей – макро- и микроразрыв, множество миров и даже сознание. В отличие от стандартной копенгагенской интерпретации, модели объективного коллапса модифицируют уравнение Шрёдингера нелинейными и стохастическими членами, чтобы объяснить коллапс волновой функции. В этой статье мы предлагаем модель коллапса, в которой волновая функция частицы имеет возможность коллапсировать при взаимодействии с макроскопическими объектами без вмешательства сознательного наблюдателя. Мы предлагаем четыре возможных условия коллапса волновой функции и делаем проверяемые предсказания, которые отличаются от стандартной квантовой механики ... "

Geoff Harding. Pixelated space-time might explain a lot = Пиксельное пространство-время может многое объяснить. New Scientist. November 22, 2023.

Концепция квантованного пространства-времени может быть ключом к пониманию мультивселенной ... 

Если бы фундаментальные составляющие пространства-времени состояли из смеси "пикселей", можно было бы представить, что каждая вселенная имеет разные пропорции, определенные при ее рождении, с последующим изменением свойств. Таким образом, фундаментальные частицы могут быть общими для всех, но они могут взаимодействовать по-разному из-за природы фонового пространства-времени, в котором они существуют ...

См. также: Whitney Clavin. Is space pixelated? The quest for quantum gravity = Пространство пикселизировано? В поисках квантовой гравитации. SciTechDaily. January 9, 2022.

"Гравитация – это голограмма ... Пиксель пространства-времени настолько мал, что если бы вы увеличили объект до размера песчинки, то атомы были бы такими же большими, как галактики ... " Калифорнийский технологический институт. 

Anamika Podder, Mohammad Asif Arefin, M. Ali Akbar, M. Hafiz Uddin. A study of the wave dynamics of the space-time fractional nonlinear evolution equations of beta derivative using the improved Bernoulli sub-equation function approach = Исследование волновой динамики пространственно-временных дробных нелинейных эволюционных уравнений бета-производной с использованием улучшенного метода функции подуравнения Бернулли. Nature - Scientific Reports, vol. 13. November 22, 2023. В открытом доступе.

Дробно-нелинейные пространственно-временные уравнения Клейна-Гордона и модифицированные регуляризованные длинноволновые уравнения объясняют динамику бесспиновых ионов и релятивистских электронов в теории атома, длинноволновую динамику в океане, такую как цунами и приливные волны, волны на мелководье в прибрежных морских районах, а также моделирование ряда нелинейных оптических явлений. В данном исследовании улучшенный метод функции подуравнения Бернулли был использован для генерации некоторых новых и более универсальных решений этих уравнений в виде бегущей волны ...

Jinchen Zhao, Myung-Joong Hwang. Anomalous criticality with bounded fluctuations and long-range frustration induced by broken time-reversal symmetry = Аномальная критичность с ограниченными флуктуациями и дальнодействующими фрустрациями, вызванными нарушением симметрии обращения времени. Physical Review Research, 5, L042016. October 25, 2023. В открытом доступе.

Синтетические магнитные поля ... "Наша работа показывает, что взаимодействие между нарушением симметрии с обращением времени и фрустрацией в бозонных решеточных системах может привести к аномальным критическим явлениям, которые не имеют аналогов в фермионных, спиновых или симметричных по отношению к обращению времени квантово-оптических системах".

" ... комплексные амплитуды прыжков ближайших соседей эффективно опосредуют дальнодействующие взаимодействия, которые могут привести к экзотическим фрустрированным квантовым фазам связанных света и материи ... "

Shiling Liang, Simone Pigolotti. Thermodynamic bounds on time-reversal asymmetry = Термодинамические границы асимметрии обращения времени. Physical Review E, 108, L062101. December 12, 2023.

"Количественная оценка необратимости системы с использованием конечной информации представляет собой серьезную проблему стохастической термодинамики. Мы вводим наблюдаемую, которая измеряет асимметрию обращения времени между двумя состояниями после заданного временного лага. Наш главный результат – ограничение асимметрии обращения времени с точки зрения общего сродства цикла, выводящего систему из равновесия. Этот результат приводит к дальнейшим термодинамическим ограничениям на асимметрию направленных потоков ... "

Sam Leutheusser, Hong Liu. Emergent times in holographic duality = Времена, возникающие в голографической дуальности. Physical Review D, 108, 086020. October 12, 2023. В открытом доступе (56 страниц).

Калибровочная теория гравитации ... Черная дыра анти-де Ситтера ... Квантовые поля в искривленном пространстве-времени ... Топология пространства-времени и причинные структуры ...

Авторы представляют явные конструкции граничной теории "падающей" временной эволюции, которые могут уводить объемных наблюдателей за горизонт ...

"Время – неясное понятие в квантовой гравитации. Хотя оно играет абсолютную роль в формулировке квантовой механики, в гравитации оно может быть произвольно перепараметризовано с помощью калибровочных диффеоморфизмов и, следовательно, не имеет определенного смысла. В асимптотическом антидеситтеровском пространстве-времени (AdS) разумное понятие граничного времени может быть установлено в асимптотической области, поскольку калибровочные преобразования, генерирующие перепараметризацию времени, должны исчезать на пространственных бесконечностях. Для статического пространства-времени с глобальным времениподобным вектором Киллинга асимптотическое время можно расширить внутрь с помощью симметрии. Но для пространства-времени без такой симметрии возможно ли описать потоки времени внутри диффеоморфно-инвариантным способом – это тонкий вопрос, понимание которого важно во многих контекстах ... "

Mark Thompson. Can there be double gravitational lenses? = Могут ли существовать двойные гравитационные линзы? Universe Today. October 31, 2023.

Выравнивание больших скоплений галактик – обычный виновник того, что гравитация искривляет далекий свет, чтобы дать нам собственные телескопы природы, но теперь физик-теоретик Виктор Т. Тот ставит вопрос: "Могут ли существовать несколько гравитационных линз, выстроенных в ряд, и могут ли они обеспечить "коммуникационный мост", позволяющий цивилизациям общаться?"

.................................................................................................................................................

Предполагалось, что система с двумя линзами создаст два концентрических кольца Эйнштейна ... Результаты менее чем многообещающие. Действительно, двойные гравитационные линзы вполне могут существовать, но, как показывает исследователь, маловероятно, что мы сможем их обнаружить на данный момент ...

[Критическая статья] об исследовании, доступном на arXiv: " ... Мы также смогли использовать наше недавно разработанное программное обеспечение для создания изображений, представляющих реальные астрофизические сценарии, в том числе возможность увидеть фоновый объект через две (или более) линзы, создавая множественные искаженные изображения источника". Программное обеспечение, используемое для создания изображений, было выпущено с открытым исходным кодом, и его можно загрузить с сайта исследователя.

Sharmila Kuthunur. Largest-ever computer simulation of the universe escalates cosmology dilemma = Крупнейшее в истории компьютерное моделирование Вселенной усугубляет космологическую дилемму. Space. October 25, 2023.

В отличие от предыдущих симуляций, в которых рассматривалась только темная материя, новая работа, выполненная в рамках проекта FLAMINGO (Full-Hydro Large-scale Structure Simulations с картированием всего неба для интерпретации наблюдений следующего поколения), отслеживает и обычную материю.

Что касается того, сколько материи на самом деле содержит Вселенная, астрономы говорят, что компьютерное моделирование, подобное этому, является не только прекрасным космическим зрелищем, но и важным исследованием, которое поможет определить причину серьезного несоответствия в космологии, известного как "напряженность S8" ("напряжение S8")*. Это спор о том, как распределена материя в космосе.

Значение S8 можно предсказать, используя стандартную модель космологии. Модель можно настроить так, чтобы она соответствовала известным свойствам космического микроволнового фона, представляющего собой излучение, оставшееся от Большого взрыва, и на основе этого вычислить комковатость материи.

...............................................................................................................................................

Главный вопрос: при низких красных смещениях Вселенная значительно менее неоднородна (комковата), чем предсказывает стандартная модель. Но измерения, которые исследуют структуры Вселенной между измерениями космического микроволнового фона и измерениями с низким красным смещением, полностью согласуются с предсказаниями стандартной модели ... "Кажется, что на протяжении значительной части космической истории Вселенная вела себя так, как и ожидалось, но позже в космической истории что-то изменилось". Возможно, ключ к разрешению "напряженности S8" лежит в ответе на то, что именно послужило причиной этих изменений.

По материалам журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

* "Напряженность S8" (напряжение S8, "S8 tension", sigma-8 tension, S8) характеризует комковатость или кластеризацию материи во Вселенной, и его можно точно измерить с помощью наблюдений с низким красным смещением. Эти наблюдения, такие как исследования слабого гравитационного линзирования, дают представление о структуре далекой и старой Вселенной.

Tejasrij Gurura. Scientists demonstrate the existence of a universal lower bound on topological entanglement entropy = Ученые демонстрируют существование универсальной нижней границы энтропии топологической запутанности. Phys.org. October 27, 2023.

Энтропия топологической запутанности (topological entanglement entropy, TEE) – мера, дающая представление о возникающих нелокальных явлениях и запутанности в квантовых системах с топологическими свойствами. Исследователи хотели понять надежность извлечения универсальных свойств из волновой функции основного состояния. Чтобы исследовать это, они сосредоточились на двумерных (2D) основных состояниях с щелями.

.........................................................................................................................................

По материалам журнала Physical Review Letters.

Robert Lea. LIGO gravitational wave detector breaks 'quantum limit' to find deep universe black hole collisions = Детектор гравитационных волн LIGO преодолел "квантовый предел" и обнаружил столкновения черных дыр в глубокой Вселенной. Space. October 27, 2023.

Лазерный свет имеет две наблюдаемые величины – амплитуду и частоту ... Можно уменьшить неопределенность частоты, "сжимая" свет.

Данная идея позволяет превзойти минимальную неопределенность или квантовый предел детектора LIGO ... По материалам журнала Physical Review X.

На эту же тему Popular Mechanics. Обе статьи содержат иллюстрации.

На русском языке Hi-Tech Mail.ru, Хайтек+.

Интересно: Dan Falk. Is consciousness part of the fabric of the Universe? = Является ли сознание частью ткани Вселенной? Scientific American. September 25, 2023.

... Частично привлекательность панпсихизма заключается в том, что он, по-видимому, обеспечивает обходной путь к вопросу, поставленному философом Дэвидом Чалмерсом: нам больше не нужно беспокоиться о том, как неодушевленная материя формирует разум, потому что мышление существовало всегда, пребывая в ткани Вселенной. Сам Чалмерс придерживался некоторой формы панпсихизма и даже предположил, что отдельные частицы могут каким-то образом осознавать; фотон "может иметь некоторый элемент сырого, субъективного чувства, некий примитивный предшественник сознания". С этой идеей также согласен нейробиолог Кристоф Кох ...

... "Теория психологического эфира": мозг не производит сознание, а скорее использует его. С этой точки зрения, сознание существовало еще до появления мозга, подобно всепроникающему эфиру ...

... Пространство и время как не фундаментальные, а сами по себе возникающие явления ...

... Есть ли в сознании что-то такое, что нельзя объяснить только физическими фактами? Большая часть риторического пинг-понга между философом Филипом Гоффом и физиком Шоном Кэрроллом* сводилась к тому, что Гофф ответил на этот вопрос "да", а Кэрролл ответил "нет" ...

Краткий обзор по материалам междисциплинарного семинара "Сознание как фундамент" (Марист Колледж, Нью-Йорк, 8-9 сентября 2023 г.)

* Известный физик-теоретик и космолог.

Очень интересно: Sean M. Carroll. Completely discretized, finite quantum mechanics = Полностью дискретизированная, конечная квантовая механика. Foundations of Physics, vol. 53. November 6, 2023.

"Я предлагаю версию квантовой механики с дискретным и конечным числом состояний, которая, вероятно, является моделью реального мира.

Модель основана на стандартной унитарной квантовой теории замкнутой системы с конечномерным гильбертовым пространством. При определенных простых условиях на спектр гамильтониана эволюция Шрёдингера является периодической, и непрерывное время легко заменить дискретной версией ... "

Обсуждения фундаментальных теорий часто вращаются вокруг подходов к объединению и квантовой гравитации, таких как теория суперструн. Но по большей части все эти подходы живут в стандартных рамках квантовой механики; они представляют собой конкретные модели под этим широким зонтиком, а не альтернативы ему. На arXiv.

KC Cole. Is the physics of time actually changing? = Действительно ли физика времени меняется? WIRED - Ideas. September 27, 2023.

Дни, кажется, мчатся вперед тревожным туманом или болезненно замедляются. Может быть, это старая история. Однако в последнее время люди чувствуют себя обманутыми из-за того, что надежный метроном, задающий ритм их жизни, одним словом, сошел с ума. Время надулось и ускользнуло или остановилось, устремляясь вперед или необъяснимо отставая; оно больше не собиралось в аккуратные комки, четко сгруппированные в четко определенные категории: прошлое, настоящее, будущее. Время больше не имеет смысла. Дни, недели, месяцы пролетают с удвоенной скоростью.

..................................................................................................................................................

Великий физик Джон Уилер однажды признался, что не может сделать ничего лучше, чем процитировать граффити, которое он прочитал на стене мужского туалета: "Время – это способ природы не дать всему случиться одновременно" ... 

"Настоящая причина разрушения времени, я полагаю, заключается в нашем тревожном (хотя и понятном) дискомфорте по поводу пороков энтропии". Другие идеи.

Автор – известный научный журналист, писатель, профессор.

См. также WIRED - Video: Theoretical physicist explains time in 5 levels of difficulty = Физик-теоретик объясняет время на пяти уровнях сложности. April 19, 2023.

"Я Брайан Грин, и сегодня мне бросили вызов объяснить тему на пяти уровнях сложности. Мы собираемся поговорить о природе времени, самом знакомом и самом загадочном качестве физической вселенной. Нет ничего из того, что мы испытываем, что не происходило бы в какой-то промежуток времени. Итак, если вы можете понять время, вы на пути к пониманию реальности ... "

Известный ученый. С субтитрами и транскрипцией. И с формулами.

Melvin M. Vopson. Do we live in a computer simulation like in The Matrix? Proposed new law of physics backs up the idea = Живем ли мы в компьютерной симуляции, как в "Матрице"? Предлагаемый новый закон физики подтверждает эту идею. Phys.org. October 21, 2023.

"В своем недавнем исследовании, опубликованном в журнале AIP Advances, я использовал теорию информации, чтобы предложить новый закон физики, который я называю вторым законом инфодинамики. И что немаловажно, это, похоже, подтверждает теорию моделируемой Вселенной."

В основе второго закона инфодинамики лежит концепция энтропии – меры беспорядка, которая в изолированной системе со временем всегда возрастает. Если оставить на столе горячую чашку кофе, через некоторое время она достигнет равновесия, имея одинаковую температуру с окружающей средой. В этой точке энтропия системы максимальна, а ее энергия минимальна.

Второй закон инфодинамики гласит, что информационная энтропия (среднее количество информации, передаваемой событием) должна оставаться постоянной или уменьшаться с течением времени – до минимального значения в равновесии. Что полностью противоречит второму закону термодинамики, согласно которому тепло всегда самопроизвольно перетекает из горячих областей материи в холодные, тогда как энтропия возрастает. Для остывающей чашки кофе это означает, что разброс вероятностей нахождения молекулы в жидкости уменьшается. Потому что распространение доступных энергий уменьшается, когда существует тепловое равновесие. Таким образом, информационная энтропия всегда снижается с течением времени по мере роста энтропии.

"Мое исследование показывает, что второй закон инфодинамики представляется космологической необходимостью. Он универсален и имеет огромные научные последствия. Мы знаем, что Вселенная расширяется без потери или прироста тепла, что требует, чтобы общая энтропия Вселенной была постоянной. Однако из термодинамики мы также знаем, что энтропия всегда растет. Я утверждаю, что это показывает, что должна существовать другая энтропия – информационная энтропия – чтобы уравновесить этот рост.

Мой закон может подтвердить, как ведет себя генетическая информация. Но это также указывает на то, что на самом фундаментальном уровне генетические мутации – это не просто случайные события, как предполагает теория Дарвина. Вместо этого генетические мутации происходят в соответствии со вторым законом инфодинамики, таким образом, что информационная энтропия генома всегда минимизирована. Закон также может объяснить явления в атомной физике и эволюцию цифровых данных во времени.

Самое интересное, что этот новый закон объясняет одну из величайших загадок природы. Почему во Вселенной доминирует симметрия, а не асимметрия? Мое исследование математически показывает, что состояния с высокой симметрией являются предпочтительным выбором, поскольку такие состояния соответствуют наименьшей информационной энтропии. И, как диктует второй закон инфодинамики, система естественным образом будет стремиться именно к этому."

...............................................................................................................................................

О результатах исследования: Melvin M. Vopson. The second law of infodynamics and its implications for the simulated universe hypothesis = Второй закон инфодинамики и его последствия для гипотезы моделируемой вселенной. AIP Advances, vol. 13. October 6, 2023. В открытом доступе.

Популярно Телеканал "Наука", РГ - Наука.

Andreas Dechant, Jerome Garnier-Brun, Shin-ichi Sasa. Thermodynamic bounds on correlation times = Термодинамические границы времени корреляции. Physical Review Letters, 131, 167101. October 16, 2023.

Получено вариационное выражение для времени корреляции физических наблюдаемых в стационарных диффузионных системах ...

"На иллюстративном примере мы показываем сложное поведение времени корреляции вне равновесия для разных классов наблюдаемых и то, как это можно использовать для частичного вывода о диссипации, даже если в траекториях наблюдаемой не наблюдается нарушения симметрии с обращением времени".

David R. M. Arvidsson-Shukur, Aidan G. McConnell, Nicole Yunger Halpern. Nonclassical advantage in metrology established via quantum simulations of hypothetical closed timelike curves = Неклассическое преимущество в метрологии, установленное посредством квантового моделирования гипотетических замкнутых времениподобных кривых. Physical Review Letters, 131, 150202. October 12, 2023. В открытом доступе.

"Мы строим метрологический эксперимент, в котором метролог может иногда корректировать входное состояние, моделируя замкнутую времениподобную кривую, мировую линию, которая движется назад во времени. Существование замкнутых времениподобных кривых является гипотетическим. Тем не менее, их можно вероятностно смоделировать с помощью схем квантовой телепортации. Мы используем такое моделирование, чтобы выявить противоречивое неклассическое преимущество, которого можно достичь с помощью запутанности. Наш эксперимент повторяет общую задачу обработки информации: метролог должен подготовить зонды для ввода данных в неизвестное квантовое взаимодействие. Цель состоит в том, чтобы получить как можно больше информации по одному зонду. Если входные данные оптимальны, информация, полученная на один зонд, может превысить любое значение, достижимое классически. Проблема в том, что только после взаимодействия метролог узнает, какие входные данные были бы оптимальными. Метролог может попытаться изменить входные данные, эффективно телепортируя оптимальные входные данные назад во времени с помощью манипуляций с запутанностью. Эффективное путешествие во времени иногда терпит неудачу, но гарантирует, что выигрыш метролога, суммированный по результатам испытаний, будет положительным. Наш мысленный эксперимент показывает, что запутанность может создавать операционные преимущества, запрещенные классическими теориями, уважающими хронологию."

Phillip Helbig. Life, the Multiverse, and fine-tuning. Fact, fiction, and misconceptions = Жизнь, Мультивселенная и точная настройка. Факты, вымыслы и заблуждения. Foundations of Physics, vol.53. November 16, 2023

Лишь немногие темы в космологии обсуждаются так горячо, как Мультивселенная: для некоторых она не поддается проверке и, следовательно, ненаучна; для других – неизбежна и является естественным продолжением предыдущих научных исследований. Еще одна позиция заключается в том, что она вытекает из других теорий, однако сами эти теории могут рассматриваться как слишком умозрительные. Идея тонкой настройки имеет аналогичный статус.

Частично данные разногласия могут быть вызваны непониманием, в частности, степени, в которой распределения вероятностей необходимы для интерпретации выводов, базирующихся на Мультивселенной, особенно в отношении антропного принципа.

"Я представляю неоспоримые факты, обсуждаю некоторые распространенные недоразумения и исследую роль вероятности. Мультивселенная, возможно, является важным компонентом, необходимым для интерпретации космологических и других физических параметров".

См. примечания автора в открытом доступе.

См. также: Quantum Reports. Special Issue "The many-worlds interpretation of quantum mechanics" = Квантовые отчеты. Спецвыпуск "Многомировая интерпретация квантовой механики". MDPI. 2022-2023.

17 отчетов в открытом доступе: "Личностная идентичность и неопределенность в Эвереттовской интерпретации квантовой механики", "Телепортация раскрыта", "Квантовая вероятность из временной структуры", "Локальная квантовая теория с флюидами в пространстве-времени ...

Sebastian Gemsheim, M. Rost. Emergence of time from quantum interaction with the environment = Возникновение времени в результате квантового взаимодействия с окружающей средой. Physical Review Letters, 131, 140202. October 6, 2023. В открытом доступе.

Авторы показывают, как время квантовомеханически возникает в отношениях между системой и окружающей средой, с сохранением произвольных связей между ними и без необходимости прибегания к квазиклассическим приближениям. Включение связи между системой и окружающей средой без аппроксимации добавляет недостающее звено в подход реляционного времени, открывая его для динамических явлений взаимодействующих систем и запутанных квантовых состояний.

............................................................................................................................

"Поскольку проекция и разделение системы и окружающей среды, а также запутанность и взаимодействие также являются основными элементами декогеренции, неудивительно, что наша теория имеет точки соприкосновения с теорией декогеренции Зурека ... Однако декогеренция требует времени как предварительного условия: буквальное значение декогеренции раскрывает ее как процесс во времени. Успешное включение взаимодействия в возникновение времени, как обрисовано здесь, делает нашу структуру подходящей для того, чтобы задаться вопросом, может ли быть установлена декогеренция наряду с возникновением времени во взаимодействии системы и окружающей среды – вопрос, который мы намерены изучать в будущей работе."

Jonte R. Hance, John Rarity, James Ladyman. Reply to "Comment on 'Weak values and the past of a quantum particle'" = Ответ на "Комментарий о 'Слабых значениях и прошлом квантовой частицы'". Physical Review Research, 5, 048002. November 8, 2023. В открытом доступе.

Авторы отвечают на недавний комментарий к своей статье "Слабые значения и прошлое квантовой частицы" в журнале Physical Review Research (в открытом доступе).

[Местоположение квантовой частицы всегда является фактом?]

Tony Lyons. Relational space-time and de Broglie waves = Реляционное пространство-время и волны де Бройля. Foundations of Physics, vol. 53. July 30, 2023.

Относительное движение частиц рассматривается в контексте реляционного пространства-времени ... 

Положение частицы не является абсолютным, оно зависит от системы отсчета, используемой для наблюдения частицы.

Доступна видеоиллюстрация.

David Appell. Extending the uncertainty principle by using an unbounded operator = Расширение принципа неопределенности с помощью неограниченного оператора. Phys.org. December 14, 2023.

"Согласно принципу неопределенности, положение и импульс не могут быть точно измерены одновременно ... Наш результат дает дополнительное ограничение: даже само положение не может быть точно измерено, пока мы используем естественные измерения, удовлетворяющие закону сохранения импульса".

Доказательство японских ученых исследует "неограниченный оператор" – физические величины, которые могут принимать бесконечно большие значения ...

По материалам журнала Physical Review Letters.

"Cолитоны могут переносить не только энергию, но и вещество" [!] На РИА Новости - Наука. 21 ноября 2023 г.

Из текста со ссылкой на релиз, это доказали сотрудники Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН.

Плазменные солитоны акустического типа при движении осуществляют односторонний перенос вещества, причем перенос вещества является фундаментальным свойством солитонов.

О результатах исследования: Trukhachev, F.M., Gerasimenko, N.V., Vasiliev, M.M., Petrov, O.F. Matter transport as fundamental property of acoustic solitons in plasma = Перенос вещества как фундаментальное свойство акустических солитонов в плазме. Physics of Plasmas, vol. 30. November 7, 2023.

Представлено теоретическое исследование явления однонаправленного транспорта заряженных частиц солитонами акустического типа в плазме без магнитного поля. На примере одномерного ионно-звукового солитона показано, что перенос заряженных частиц является фундаментальным свойством классических солитонов, которым нельзя пренебрегать при малых амплитудах волн …

И. Зерчанинова