Fizicienii au găsit dovezi pentru „timpul negativ”

Oamenii de știință știau de mult timp că lumina poate părea uneori că iese dintr-un material înainte de a intra în el, un efect considerat până acum o iluzie, cauzată de modul în care undele sunt distorsionate de materie. Însă cercetătorii de la Universitatea din Toronto (Canada), prin experimente cuantice inovatoare, susțin că au demonstrat că „timpul negativ” nu este doar o idee teoretică, el există în mod tangibil și fizic, și merită o analiză mai atentă.

Descoperirile, disponibile pe serverul arXiv (încă nu au fost publicate într-un jurnal evaluat inter pares), au atras atât atenție globală, cât și scepticism.

• Bacteriile dăunătoare pot declanșa dureri în intestin, iar oamenii de știință au aflat de ce
• Luna Pământului ar fi putut avea inele asemănătoare cu Saturn, sugerează un nou studiu

Cercetătorii subliniază că aceste rezultate intrigante evidențiază o particularitate ciudată a mecanicii cuantice, mai degrabă decât o schimbare radicală în înțelegerea noastră despre timp.

„Acesta este un subiect dificil, chiar și pentru noi, când vorbim cu alți fizicieni. Suntem deseori interpretați greșit”, a declarat Aephraim Steinberg, profesor la Universitatea din Toronto, specializat în fizica cuantică experimentală.

Ce înseamnă, de fapt, timpul negativ?

Deși „timpul negativ” ar putea suna ca un concept desprins din science fiction, Steinberg își apără termenul, sperând că va stimula discuții mai profunde despre misterele fizicii cuantice.

Cu ani în urmă, echipa a început să exploreze interacțiunile dintre lumină și materie. Atunci când particulele de lumină, numite fotoni, trec prin atomi, unii dintre aceștia sunt absorbiți și apoi re-emiși. Această interacțiune modifică atomii, plasându-i temporar într-o stare de energie mai mare (sau „excitată”) înainte ca aceștia să revină la normal.

Într-un studiu condus de Daniela Angulo, echipa a încercat să măsoare cât timp rămân atomii în această stare excitată. „Acea durată s-a dovedit a fi negativă”, a explicat Steinberg, adică o durată mai mică decât zero.

Pentru a vizualiza acest concept, imaginați-vă mașini care intră într-un tunel: înainte de experiment, fizicienii știau că, de exemplu, ora medie de intrare pentru o mie de mașini ar putea fi 12:00, dar primele mașini ar putea ieși puțin mai devreme, să zicem la 11:59. Acest rezultat a fost anterior considerat lipsit de semnificație.

Ceea ce au demonstrat Angulo și colegii săi este similar cu măsurarea nivelurilor de monoxid de carbon din tunel după ce au ieșit primele mașini și constatarea că valorile măsurate aveau un minus în față.

Experimentele, desfășurate într-un laborator aglomerat din subsol, plin de cabluri și dispozitive acoperite cu folie de aluminiu, au necesitat peste doi ani pentru optimizare. Laserele folosite au trebuit calibrate cu grijă pentru a evita distorsionarea rezultatelor.

Rezultate nu trebuie să fie considerate o dovadă a posibilității călătoriei în timp

Cu toate acestea, Steinberg și Angulo clarifică rapid: nimeni nu susține că este posibilă călătoria în timp. „Nu vrem să spunem că ceva a călătorit înapoi în timp. Aceasta este o interpretare greșită”, a declarat Steinberg.

Explicația se află în mecanica cuantică, unde particulele, precum fotonii, se comportă într-un mod probabilistic, nu conform unor reguli stricte. În loc să respecte o cronologie fixă pentru absorbție și re-emisie, aceste interacțiuni au loc într-o gamă de durate posibile, unele care sfidează intuiția obișnuită, scrie Science Alert.

Critic este faptul că cercetătorii subliniază că acest lucru nu încalcă teoria specială a relativității a lui Einstein, care afirmă că nimic nu poate călători mai repede decât lumina. Fotonii nu au transportat informații, evitând orice limitări cosmice ale vitezei.

„Timpul negativ” a stârnit atât fascinație, cât și scepticism, în special din partea unor voci proeminente din comunitatea științifică.

Fiziciana teoreticiană germană Sabine Hossenfelder a criticat lucrarea într-un videoclip pe YouTube, vizionat de peste 250.000 de persoane, remarcând că: „Timpul negativ din acest experiment nu are legătură cu trecerea timpului, este doar o modalitate de a descrie modul în care fotonii călătoresc printr-un mediu și cum le sunt schimbate fazele.”

Angulo și Steinberg au ripostat, argumentând că cercetarea lor abordează lacune esențiale în înțelegerea motivului pentru care lumina nu călătorește întotdeauna cu o viteză constantă. Steinberg a recunoscut controversa legată de titlul provocator al lucrării, dar a subliniat că niciun om de știință serios nu a contestat rezultatele experimentale.

Cum putem utiliza timpul negativ?

„Am făcut o alegere despre ceea ce considerăm a fi o modalitate fructuoasă de a descrie rezultatele”, a spus Steinberg, adăugând că, deși aplicațiile practice rămân greu de identificat, descoperirile deschid noi direcții pentru explorarea fenomenelor cuantice.

„Voi fi sincer, în acest moment nu avem un drum clar de la ceea ce studiem către aplicații. Vom continua să ne gândim la asta, dar nu vreau să le dau speranțe false oamenilor”, a admis el.

Vă recomandăm să citiți și:

Un paradox care nu a putut fi explicat de Stephen Hawking ar putea avea în sfârșit o soluție

Primele observații cu o cvasiparticulă care are masă doar atunci când se deplasează într-o anumită direcție

O nouă teorie propune că informația poate scăpa din găurile negre

Un matematician a reușit să rezolve o problemă veche de 60 de ani