क्या क्वांटम भौतिकी समय को पीछे चला सकती है? समय का तीर, ध्यान से समझाया गया

"वैज्ञानिकों ने क्वांटम समय को उलटा बहाया" 2026 की सबसे ज़्यादा साझा की गई भौतिकी सुर्ख़ियों में से एक थी^[1]। लॉस ऐलामॉस नेशनल लैबोरेटरी के भौतिकविदों का असली काम सूक्ष्म और सचमुच दिलचस्प है: यह समय के तीर के बारे में है — वह क्यों है, और किसी क्वांटम तंत्र को मापना उसे कैसे मोड़ सकता है। यह लेख इसे ध्यान से समझाता है, क्योंकि सुर्ख़ी और भौतिकी बिल्कुल एक बात नहीं कहते।

समय की दिशा क्यों होती है?

GCSE मूल

बिलियर्ड की गेंद के किनारे से टकराकर लौटने का वीडियो बनाइए और उलटा चलाइए: तब भी यह संभव लगता है। गति के बुनियादी नियम दोनों दिशाओं में बराबर काम करते हैं। पर अंडे के टूटने का वीडियो उलटा चलाइए, तो हर कोई समझ जाता है कि यह उलटा है। फ़र्क़ है एन्ट्रॉपी का, जो मोटे तौर पर बताती है कि किसी तंत्र की ऊर्जा और कणों को कितने तरीक़ों से सजाया जा सकता है। ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम कहता है कि किसी पृथक तंत्र की कुल एन्ट्रॉपी घटती नहीं: अंडे टूटते हैं, ऊष्मा गर्म से ठंडे की ओर बहती है, इत्र कमरे में फैलता है। इसी एकतरफ़ा प्रवृत्ति को भौतिकविद समय का तीर कहते हैं।

माप क्वांटम तंत्रों को भी एक तीर देता है

A-Level विस्तार

क्वांटम भौतिकी में किसी तंत्र को मापना निष्क्रिय नहीं होता: यह उसे विचलित करता है (इसे माप का प्रतिक्रिया-प्रभाव कहते हैं)। बार-बार माप क्वांटम तंत्र को एक यादृच्छिक पथ पर धकेलते हैं, और इन पथों की भी एक स्वाभाविक दिशा होती है जिसे एन्ट्रॉपी उत्पादन से बताया जा सकता है। लॉस ऐलामॉस टीम ने पूछा: अगर लगातार मापें और तुरंत प्रतिक्रिया दें, तो क्या उस दिशा को नियंत्रित किया जा सकता है?

उनका उत्तर था: हाँ, सिद्धांत में। सावधानी से बनाए गए नियंत्रण क्षेत्रों (एक डिज़ाइन किया गया हैमिल्टोनियन, यानी तंत्र पर लगने वाले बलों का चुना हुआ समूह) और फ़ीडबैक के साथ, उन्होंने दिखाया कि मापे जा रहे तंत्र को ऐसे पथों पर ले जाया जा सकता है जिनका समय का तीर दबा, खिंचा, धुँधला या उलटा भी हो, ताकि पथ पीछे चलते समय के अनुरूप दिखें^[1]।

"हमने जो औज़ार बनाए हैं, वे महसूस किए जाने वाले समय के तीर को बदल सकते हैं, जिससे क्वांटम तंत्रों को नियंत्रित करने के अप्रत्याशित, नए तरीक़े खुलते हैं।" लुइस पेड्रो गार्सिया-पिंटोस, लॉस ऐलामॉस^[1]

माप से ऊर्जा

टीम ने एक "माप इंजन" का भी प्रस्ताव रखा: क्वांटम मापों से होने वाली गड़बड़ी से सीधे उपयोगी ऊर्जा निकालने का तरीक़ा। उनके शब्दों में, क्वांटम माप "एक ऊष्मागतिक संसाधन बन जाते हैं जिसका उपयोग कार्य करने के लिए किया जा सकता है"^[1]।

यह क्यों मायने रख सकता है

• क्वांटम कंप्यूटिंग: क्यूबिट अपने परिवेश और माप से लगातार विचलित होते हैं। इन गड़बड़ियों को दिशा देने, रद्द करने या दोबारा उपयोग करने के बेहतर तरीक़े उन्हें नियंत्रित करने में मदद कर सकते हैं।
• क्वांटम ऊष्मागतिकी: यह समझना कि माप कब कार्य का स्रोत बन सकता है, गणना की असली ऊर्जा लागत तय करने में मदद करता है।
• मौलिक भौतिकी: यह सवाल और पैना होता है कि समय का तीर आता कहाँ से है।

ऊष्मागतिकी और क्वांटम माप भौतिकी के सबसे ग़लत समझे जाने वाले विषयों में से हैं, और सबसे फ़ायदेमंद भी। एक और जगह जहाँ क्वांटम "ख़ाली जगह" असली काम करती है, देखिए निर्वात उतार-चढ़ाव एक अतिचालक को कैसे मज़बूत करते हैं।