Ученые утверждают, что им удалось зафиксировать проявления «отрицательного времени», наблюдая за фотонами, которые покидают материал прежде, чем попасть внутрь него.
Команда квантовых физиков из Университета Торонто в Канаде совершила это открытие после семи лет исследований, посвященных изучению поведения фотонов — волновых частиц света. Они стремились глубже понять явление, известное как атомное возбуждение.
Это явление происходит, когда фотоны, поглощенные материалом, сталкиваются с временной задержкой, известной как групповая задержка, перед тем как покинуть его. Задержка возникает из-за взаимодействия фотонов с атомами внутри материала.
Чтобы лучше разобраться в этом процессе, исследователи разработали эксперимент, в ходе которого фотоны пропускаются через облако ультрахолодных атомов, а затем наблюдается их возбуждение.
К их удивлению, время прохождения некоторых фотонов через атомы заканчивается до того, как атомы полностью возбуждаются. Это придает времени отрицательное значение, создавая впечатление, что фотоны покидают материал прежде, чем попадают внутрь.
«Эти результаты свидетельствуют о том, что отрицательные значения, связанные с временем, такие как групповая задержка, имеют большее физическое значение, чем мы обычно предполагали», — отмечают исследователи.
Результаты их эксперимента были подробно описаны в исследовании под названием «Экспериментальные доказательства того, что фотон может проводить отрицательное количество времени в атомном облаке», которое в настоящее время ожидает экспертной оценки.
Явление отрицательного времени — «Это звучит безумно, я знаю»
«Это заняло положительное количество времени, но наш эксперимент, в ходе которого было замечено, что фотоны могут создавать впечатление, что атомы проводят *отрицательное* количество времени в возбужденном состоянии, завершен! » — написал Эфраим Стейнберг, физик-экспериментатор по квантовой физике из Университета Торонто, на сайте X. «Это звучит безумно, я знаю».
В беседе с Scientific American Джосайя Синклер из Университета Торонто поделился, что его команда была «полностью удивлена» полученными результатами.
«Отрицательная временная задержка может показаться парадоксальной, но это означает, что если бы мы построили «квантовые» часы для измерения того, сколько времени атомы проводят в возбужденном состоянии, стрелка часов при определенных обстоятельствах двигалась бы назад, а не вперед», — сказал он.
Хотя полученные данные не оказывают практического влияния на наше понимание времени, они ставят под сомнение предыдущие исследования, связанные с фотонами и оптикой, а также демонстрируют загадочную природу квантовой реальности.
Об авторе
