Журнал Physical Review Letters опублікував результати квантового експерименту, проведеного науковцями з Університету Торонто, який довів, що феномен «негативного часу» є не просто математичною аномалією чи оптичною ілюзією, а цілком вимірюваним фізичним ефектом.
У межах дослідження фізики спрямували фотони (кванти світла) крізь охолоджену хмару атомів рубідію. Оскільки атоми перебували в резонансі з фотонами, енергія світла мала б тимчасово передаватися атомам у вигляді збудження, залишаючи фотон всередині хмари на певний період. Згідно з принципом невизначеності Гейзенберга, чітко визначена енергія фотона робить часові межі його імпульсу невизначеними. Через це значна частина фотонів розсіюється у випадкових напрямках. Однак для тих частинок, які успішно пройшли крізь хмару наскрізь, розрахунок часу виходу показав дивовижний результат: фотон виходить з атомної хмари раніше, ніж умовний середній час його входу, ніби проводячи всередині від'ємну кількість часу.
Читайте також:
Таємниця прискорення. Вчені виявили нову силу, яка впливає на найгарячішу речовину у Всесвіті
Довгий час фізики вважали цей ефект, відомий ще з 1993 року, банальним артефактом вимірювання, пояснюючи його тим, що крізь хмару проходить лише найперша передня частина світлового імпульсу. Щоб перевірити це, група під керівництвом Ефраїма Штейнберга застосувала метод так званого «слабкого вимірювання». Щоб уникнути квантового ефекту Зенона, за якого пряме спостереження руйнує квантовий стан системи, науковці використали додатковий слабкий лазерний промінь для фіксації мінімальних фазових зсувів у збуджених атомах рубідію.
Усереднивши дані мільйонів повторів експерименту, дослідники виявили, що реальний час перебування фотона всередині атомного середовища точно відповідає тому самому «негативному часу», який обчислювали за часом прибуття. Це спростовує версію про простий відбір переднього краю імпульсу та підтверджує, що фотон справді справляє вимірюваний від'ємний часовий вплив на атоми.
Автори експерименту зазначають, що відкриття не означає створення машини часу й повністю підпорядковується відомим законам квантової механіки. Проте воно доводить, що квантові частинки здатні проявляти властивості, які кардинально змінюють уявлення про природу часу та взаємодію світла з речовиною.
Читайте також:
