Un experiment cuantic neobișnuit demonstrează că „timpul negativ” nu este o simplă iluzie

Un experiment din fizica cuantică aduce în prim-plan un fenomen care pare desprins din literatura fantastică: fotonii care traversează un nor de atomi pot ieși atât de devreme încât dau impresia că au petrecut un timp negativ în interior.

Studiul, publicat în revista Physical Review Letters, demonstrează că acest fenomen bizar este o proprietate fizică direct măsurabilă, nu doar o eroare de calcul sau o interpretare greșită.

În cadrul experimentului, fizicienii au trimis fotoni (particule de lumină) printr-un nor de atomi de rubidiu. În mod normal, energia fotonului poate fi transferată temporar atomilor, aducându-i într-o stare excitată și determinând particula de lumină să „staționeze” scurt timp în nor înainte de a ieși.

Totuși, conform principiului nesiguranței formulat de Heisenberg, pentru a obține o rezonanță eficientă este necesară o energie bine definită, ceea ce face ca durata impulsului luminos să fie lungă și momentul exact al intrării incert.

Atunci când fotonii au trecut direct prin nor fără a fi împrăștiați, cercetătorii au observat că aceștia au ajuns la destinație mult mai devreme decât era de așteptat raportat la viteza luminii. În mod paradoxal, timpul de staționare calculat sugera că fotonul a ieșit din nor înainte de a fi intrat.

O amprentă directă asupra materiei

Deși efectul era cunoscut încă din 1993, mulți fizicieni l-au considerat o simplă iluzie optică, explicabilă prin faptul că doar partea din față a impulsului luminos ar traversa norul.

Pentru a verifica această ipoteză, echipa condusă de fizicienii Aephraim Steinberg și Howard Wiseman a decis să interogheze direct atomii de rubidiu.

Pentru a evita efectul Zeno cuantic, prin care o măsurătoare precisă ar fi blocat interacțiunea dintre particule, cercetătorii au recurs la „măsurători slabe”.

Ei au lansat un fascicul laser secundar foarte slab prin nor și au analizat variațiile microscopice ale fazei luminii pe parcursul a milioane de rulări.

Un fenomen desprins din literatura fantastică

Rezultatele au confirmat în mod uimitor timpul negativ: atomii înșiși au înregistrat un timp de staționare negativ, perfect egal cu valoarea sugerată de momentul sosirii fotonilor.

Valorile obținute prin această metodă slabă nu pot fi explicate doar prin filtrarea părții frontale a impulsului, scrie Sciencedaily.

Cercetătorii subliniază că descoperirea nu încalcă legile fizicii standard și nu deschide calea către construirea unei mașini a timpului.

Cu toate acestea, experimentul confirmă că timpul negativ de staționare este un efect fizic real care lasă o amprentă directă asupra materiei, demonstrând încă o dată complexitatea și profunzimea lumii cuantice.

Vă mai recomandăm să citiți și:

O teorie majoră a inseparabilității cuantice a fost confirmată experimental

Oamenii de știință au creat siliciu ultra-curat pentru cipuri cuantice din generația următoare

Premieră istorică: Calculatoarele cuantice deschid calea către fuziunea nucleară

Ceasurile atomice ar putea dezvălui natura cuantică a timpului