Fizicienii au învățat să transforme întâmplările în tipare

Oamenii de știință de la King’s College London au dezvoltat ecuații care permit transformarea oricărei secvențe de evenimente întâmplătoare în ceasuri. Studiul a fost publicat în revista Physical Review X (PRX), transmite gazeta.ru.

Noile formule vor ajuta la înțelegerea modului în care celulele organismului măsoară timpul și la identificarea efectelor cuantice în lumea înconjurătoare. Acestea pot avea aplicații practice, de exemplu, în studiul proteinelor cu mișcări ritmice, al căror defect este asociat cu boli neurodegenerative, sau în analiza funcționării receptorilor celulari care recunosc toxine.

Einstein a spus odată că „timpul nu este altceva decât ceea ce măsoară ceasul”. De obicei, acesta este măsurat prin evenimente regulate, însă și procesele care decurg aleatoriu pot servi drept măsurător al timpului. Dacă fiecare eveniment depinde doar de cel precedent, un astfel de proces se numește markovian. Exemple se găsesc peste tot: de la fluctuațiile prețurilor pe bursă până la bătăile inimii.

Cercetătorii au arătat că, analizând aceste „salturi”, se poate calcula cât timp a trecut și au derivat o limită matematică strictă a preciziei pentru astfel de ceasuri. Dacă procesul observat se comportă diferit față de predicțiile ecuațiilor, acest lucru indică intervenția efectelor cuantice. De aceea, tehnologiile cuantice, inclusiv ceasurile atomice, pot funcționa mai precis decât cele clasice.

„Am dorit să înțelegem care sunt condițiile minime necesare pentru a construi ceasuri. Imaginați-vă că sunteți pe o insulă nelocuită: se poate măsura timpul doar numărând valurile sau bătăile inimii? Am găsit ecuații care permit transformarea unor astfel de evenimente aleatorii în ceasuri cât mai precise, posibile în cadrul fizicii clasice”, a explicat autorul principal al studiului, doctorul Mark Mitchison.

Potrivit acestuia, gândirea mașinilor moleculare naturale ca „ceasuri” oferă o perspectivă asupra modului în care natura creează ordine din haos. De exemplu, proteina kinezină, „mergând” pe microtubulii celulei, folosește energia termică pentru mișcare regulată — asemenea unui ceas care ticăie datorită oscilațiilor aleatorii.

Oamenii de știință speră că aparatul matematic dezvoltat va ajuta la o înțelegere mai profundă a funcționării sistemelor biologice și va arunca lumină asupra întrebărilor fundamentale legate de timp: de ce curge doar într-o singură direcție, de ce ne amintim trecutul și nu viitorul și dacă timpul poate fi cuantificat la fel ca energia.

Acum ne puteți urmări și pe Telegram, Facebook și Instagram pentru a fi la curent cu ultimele știri.