LONDON (IT BOLTWISE) – Physiker untersuchen mathematisch, wie weit „rückwärts laufende“ Zeit in einem quantenmechanischen Szenario überhaupt gehen kann. Ihr Modell koppelt Zeitumkehr an die Quantenkohärenz, die durch die Umgebung und abgestrahltes Licht zerstört wird. Für die einfachste Konfiguration liegt die effektive Rückwärtsphase bei nur etwa einer Femtosekunde. Gleichzeitig zeigen sie, warum das trotz der zweiten Hauptsatz der Thermodynamik nicht zwangsläufig dagegen verstößt.
Relativitätstheorie kennt bereits Situationen, in denen Zeit nicht „gleich schnell“ vergeht: In starken Gravitationsfeldern läuft sie messbar langsamer, und bei sehr hoher Geschwindigkeit vergeht sie für die bewegte Beobachterperspektive langsamer als für jemanden in Ruhe. In all diesen Fällen bleibt die Richtung erhalten – es gibt kein „zurück“ im alltäglichen Sinne. Genau an dieser Schwelle setzt die neue mathematische Arbeit an: Sie fragt nicht, ob Zeit einfach langsamer wird, sondern ob sie in einem quantenmechanischen Aufbau scheinbar umgekehrt laufen kann. Das Spannende daran ist nicht nur die Idee der Zeitumkehr, sondern die Frage nach einer quantitativen Obergrenze, die der Physik ausgerechnet dort erwächst, wo man den Effekt am liebsten über lange Zeiträume strecken würde.
Die Grundlage stammt aus einem früheren theoretischen Vorschlag von Yakir Aharonov (Tel Aviv University) und Avshalom C. Elitzur (Israel Institute for Advanced Research): Mithilfe eines „quantum time-translation machine“ genannten Gedankengerüsts lässt sich ein System so behandeln, als hätte es eine andere effektive Zeitspanne „erlebt“. Technisch wird das über Superposition und Interferenz erreicht. Ein Clock-System wird dabei gedanklich in zwei Varianten gleichzeitig geführt: In einer liegt es in einem Gravitationsbereich, in dem die Zeit langsamer vergeht, in der anderen in einem Bereich, in dem sie schneller vergeht. Erst wenn beide „Zweige“ wieder zusammengeführt und ihre Interferenz so ausgewählt wird, dass man einen bestimmten Ausgang bevorzugt, entsteht rechnerisch die Möglichkeit, für das Gesamtergebnis nicht nur eine veränderte Vorwärtszeit zu erhalten, sondern sogar eine negative effektive Zeit – also ein Verhalten, als liefe die Uhr rückwärts.
Der Knackpunkt ist: Selbst wenn man solche Post-Selection-Muster mathematisch zulässt, muss man zeigen, wie man „rückwärts“ überhaupt nachweisen will. Genau deshalb wird im Modell ein Prozess gewählt, der in der realen Welt eine klare Einbahnrichtung besitzt: spontane Emission. Ein Atom, das in einen angeregten Zustand versetzt wurde, fällt typischerweise zurück in einen niedrigeren Energiezustand und sendet dabei Photonen aus. In einem vereinfachten Gedankenexperiment starten die Forschenden mit einer Gruppe angeregter Atome, wobei nach einer Wartezeit nur ein Teil der Atome noch angeregt ist. Würde die Maschine tatsächlich „rückwärts“ laufen, müsste der Zustand so beeinflusst werden, dass mehr Atome als erwartet wieder angeregt sind – so, als hätten die zuvor emittierten Photonen den Rücksprung übernehmen und die Atome erneut erregen können. Weil Photonen im Raum aber nicht einfach „warten“, wird der Aufbau zusätzlich abgeschirmt: Die Atome, die ausgesandten Lichtfelder und absorbierende Wände werden als versiegelte Zelle gedacht, die als Ganzes durch die Zeit-Translation-Maschine geschickt wird. So soll es überhaupt eine konsistente Rechnung geben, in der nicht sofort unpassende Orte der Photonen das Signal zerstören.
Hier taucht jedoch die „drakonische Barriere“ auf, die den Effekt begrenzt: Sobald Atome Photonen emittieren, interagieren sie mit dem elektromagnetischen Umfeld. Diese Wechselwirkungen hinterlassen Spuren, die für die interferierende Mehr-Zustands-Beschreibung problematisch sind, weil sie Quantenkohärenz abbauen. In der einfachsten Version des Schemas hängt die erfolgreiche Rückwärtswirkung davon ab, dass die beiden möglichen Zeitgeschichten (zwei Zweige der Superposition) noch so kohärent sind, dass ihre Interferenz die gewünschten Post-Selection-Ausgänge überhaupt ermöglicht. Genau diese Kohärenz bleibt jedoch nur für extrem kurze Zeit erhalten. In der optischen Auswertung der Arbeit liegt das Zeitfenster für den idealisierten Rücksprung bei ungefähr einer Femtosekunde. Danach hat die Umgebung so viel Information über die Emission „gespeichert“, dass die zwei-Zweig-Interferenz nicht mehr die gewünschte Rückwärts-Interpretation erzeugen kann. Der eigentliche Flaschenhals ist damit weniger „die Zeit selbst“ als die Gedächtnisfunktion des Umfelds über das ausgesandte Licht.
Das führt zu einer weiteren, ebenfalls anschaulichen Konsequenz: Komplexere Varianten der „Zeitmaschine“ könnten theoretisch längere Intervalle umdeuten. Der Preis dafür ist jedoch nicht nur rechnerischer Aufwand, sondern eine strukturelle Verschlechterung der Erfolgschancen. Längere Rückwärtswirkungen würden erfordern, dass deutlich mehr Quantenzweige in die Rechnung einfließen, damit die gewünschte Interferenz über größere Zeitdifferenzen stabil bleibt. Je mehr Zweige man einführt, desto mehr verlagert sich die Wahrscheinlichkeit in immer rarere Ausgänge – und die Post-Selection müsste aus einer sehr großen Menge möglicher Ergebnisse genau das richtige Muster auswählen. Praktisch bedeutet das: Die Mathematik erlaubt die „Form“ des Effekts vielleicht auch über längere Zeit, aber die Wahrscheinlichkeit des beobachtbaren Rückwärts-Signals wird dabei so klein, dass der Effekt in realistischen Situationen schwer zu greifen wird.
Damit entsteht sofort die scheinbar naheliegende Frage nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik: Wenn Prozesse „zurück“ laufen, müsste sich doch die Entropie verringern. Die Arbeit adressiert das explizit über einen häufig unterschätzten Punkt quantenmechanischer Irreversibilität: Post-Selection bedeutet, dass man nur eine winzige Teilmenge aller möglichen Messausgänge als „Erfolg“ herausgreift. Betrachtet man dagegen das Gesamtspektrum aller Ergebnisse, bleibt der zweite Hauptsatz unangetastet – die Entropie nimmt insgesamt nicht „magisch über alle Fälle“ ab. Der Widerspruch wird damit nicht in der Dynamik selbst gelöst, sondern in der Statistik: Der scheinbare Rückwärtslauf gilt nur konditioniert auf ein ausgewähltes Ergebnis. Diese Logik erklärt auch, warum Sir Arthur Eddingtons zugespitzte Formulierung in der Physik so oft zitiert wird: Nicht jede Theorie muss den zweiten Hauptsatz direkt brechen, um eine anschauliche Zeitumkehr zu simulieren. Sie muss „nur“ zeigen, wo genau die Bedingtheit und die Grenzen der Interferenz liegen.
Die eigentliche Motivation wirkt am Ende weniger wie ein Versuch, physikalische Zeitreisen zu bauen, sondern eher wie eine Kartierung der Ursachen dafür, warum sich die Zeitrichtung in der Realität so hartnäckig anfühlt. Viele fundamentale Gleichungen lassen sich formal sowohl rückwärts als auch vorwärts beschreiben. Warum sehen wir dann dennoch Prozesse, die sich fast nie „von allein“ rückgängig machen lassen? Genau in dieser Lücke setzt die Studie an, indem sie die Rolle der Umgebung als Entropie- und Kohärenzlieferant ausarbeitet. Der Pfeil der Zeit „tritt“ dem Modell zufolge dort ein, wo der ideale Interferenzmechanismus endet – also gerade an dem Punkt, an dem das Umfeld zu viel Information über die Emission gespeichert hat. In der Konsequenz liefert die Arbeit einen präzisen mathematischen Zeigefinger: nicht nur „Zeitumkehr ist schwer“, sondern „Zeitumkehr hat eine messbare, durch Kohärenzzerfall bestimmte Reichweite“.
Abschließend lässt sich der Kernbefund als klare technische Aussage formulieren: Im einfachsten Schema lässt sich ein effektiver Rückwärtslauf der Zeit nur über eine extrem kurze Spanne nachweisen – grob eine Femtosekunde, also etwa eine Quadrillionstel Sekunde. Das ist lang genug, um in einer Rechnung eine negative effektive Zeit zu erzeugen, aber zu kurz, um die Umgebung als „leeren Zuschauer“ zu behandeln. Für die Forschung zur Quantendynamik und zur Entstehung irreversibler Prozesse ist das ein relevanter Unterschied: Es verschiebt den Fokus weg von abstrakten Zeitbildern hin zu konkreten Informationsflüssen zwischen System und Feld. Die Ergebnisse sind als Preprint auf arXiv verfügbar.
🔥 Heutige Hot Deals bei Amazon: Bis zu 80% Rabatte!
🎉 Amazon Haul-Store für absolute Schnäppchenjäger!
- ★ 23-stufiges KI-Go-Training – Für Spieler mit Grundkenntnissen der Regeln – Entwickelt als intelligenter Trainingspartner passt sich die KI Spielern von 18K bis 9D an. Ideal für alle, die die Grundregeln bereits beherrschen und ihr Spiel verbessern möchten.
- IHR EMOTIONALER AI-BEGLEITER: Eiliko ist mehr als nur ein Anhänger, es ist ein charismatischer KI-Freund. Mit einem dynamischen LED-Bildschirm, der eine Vielzahl von animierten Gesichtern und Ausdrucksformen anzeigt, reagiert er auf Ihre Interaktionen mit einzigartiger Persönlichkeit und Charme.
- 【MEHR LEBEN FÜR DEINEN SCHREIBTISCH】 Lerne Eilik kennen – deinen kleinen Roboter-Freund mit Persönlichkeit. Mit liebevollen Animationen, ausdrucksstarken Reaktionen und spielerischen Interaktionen bringt Eilik mehr Freude in deinen Alltag. Ob auf dem Schreibtisch, im Büro oder am Nachttisch – Eilik wird schnell zu einem vertrauten Begleiter für besondere Momente.
- 【XL-Größe für gedeihende Pflanzen】Geben Sie Ihren Pflanzen den Raum, den sie verdienen! Unser verbessertes, großes 13,7 cm großes Design bietet Platz für Pflanzen mit einem Durchmesser von bis zu 8,9 cm und damit deutlich mehr Platz für Wurzelwachstum und Pflanzengesundheit im Vergleich zu kleineren, veralteten Modellen. Die Produktabmessungen betragen 13,6 x 13,6 x 13,2 cm und das Gerät wiegt nur 355 g.
- V28 Update - JETZT MIT NEUEN FUNKTIONEN! Als Reaktion auf das Ladeproblem von Loona haben wir das automatische Aufladen 2.0 verbessert. Diese Optimierung hilft Loona, die Ladewege in verschiedenen Szenarien zu erkennen und anzupassen, um die Erfolgsquote beim automatischen Aufladen zu erhöhen. Mobile Hotspots können sich mit Loona verbinden und überwinden WLAN-Einschränkungen, sodass Sie jederzeit und überall mit Loona interagieren können.
- Die besten Bücher rund um KI & Robotik!
- Die besten KI-News kostenlos per eMail erhalten!
- Zur Startseite von IT BOLTWISE® für aktuelle KI-News!
- IT BOLTWISE® kostenlos auf Patreon unterstützen!
- Aktuelle KI-Jobs auf StepStone finden und bewerben!
- Künstliche Intelligenz: Dem Menschen überlegen – wie KI uns rettet und bedroht | Der Neurowissenschaftler, Psychiater und SPIEGEL-Bestsellerautor von »Digitale Demenz«
Du hast einen wertvollen Beitrag oder Kommentar zum Artikel "Quantentrick setzt Grenze: Zeit kann nur extrem kurz „rückwärts“ laufen" für unsere Leser?
#Sophos
#AmazonPrime
#Bestseller
Es werden alle Kommentare moderiert!
Für eine offene Diskussion behalten wir uns vor, jeden Kommentar zu löschen, der nicht direkt auf das Thema abzielt oder nur den Zweck hat, Leser oder Autoren herabzuwürdigen.
Wir möchten, dass respektvoll miteinander kommuniziert wird, so als ob die Diskussion mit real anwesenden Personen geführt wird. Dies machen wir für den Großteil unserer Leser, der sachlich und konstruktiv über ein Thema sprechen möchte.
Du willst nichts verpassen?
Du möchtest über ähnliche News und Beiträge wie "Quantentrick setzt Grenze: Zeit kann nur extrem kurz „rückwärts“ laufen" informiert werden? Neben der E-Mail-Benachrichtigung habt ihr auch die Möglichkeit, den Feed dieses Beitrags zu abonnieren. Wer natürlich alles lesen möchte, der sollte den RSS-Hauptfeed oder IT BOLTWISE® bei Google News wie auch bei Bing News abonnieren.
Nutze die Google-Suchmaschine für eine weitere Themenrecherche: »Quantentrick setzt Grenze: Zeit kann nur extrem kurz „rückwärts“ laufen« bei Google Deutschland suchen, bei Bing oder Google News!