Fizycy znaleźli dowód na istnienie "ujemnego czasu": co to oznacza?

Fizycy od dawna wiedzą, że światło może czasami wydawać się opuszczać materiał, zanim do niego wniknie. Efekt ten został odrzucony jako iluzja spowodowana sposobem, w jaki fale są zniekształcane przez materię.

Naukowcy z Uniwersytetu w Toronto twierdzą jednak, że są w stanie udowodnić, że "czas ujemny" nie jest tylko teoretyczną ideą przy użyciu innowacyjnych eksperymentów kwantowych. Twierdzą, że faktycznie istnieje w namacalnym, fizycznym sensie i zasługuje na bardziej szczegółowe zbadanie, pisze Phys.org.

Naukowcy podkreślają, że ich odkrycia podkreślają szczególne dziwactwo mechaniki kwantowej, a nie radykalną zmianę w naszym rozumieniu czasu.

"Jest to trudna rzecz, nawet dla nas, do rozmowy z innymi fizykami. Cały czas jesteśmy źle rozumiani" - powiedział Ephraim Steinberg, profesor na Uniwersytecie w Toronto, który specjalizuje się w eksperymentalnej fizyce kwantowej.

Eksperymenty laserowe

Wiele lat temu zespół naukowców zaczął badać interakcję między światłem a materią.

Kiedy cząstki światła, czyli fotony, przechodzą przez atomy, niektóre z nich są przez nie pochłaniane, a następnie ponownie emitowane. Naukowcy twierdzą, że ta interakcja zmienia atomy, tymczasowo wprowadzając je w stan wyższej energii lub "wzbudzony", zanim powrócą do normalnego stanu.

W badaniu prowadzonym przez Danielę Angulo zespół naukowców postanowił zmierzyć, jak długo atomy te pozostawały w stanie wzbudzonym. Czas ten okazał się ujemny, co oznacza, że był mniejszy od zera.

Aby zobrazować tę koncepcję, eksperci radzą wyobrazić sobie, że samochody wjeżdżają do tunelu. Przed eksperymentem fizycy zdawali sobie sprawę, że podczas gdy średni czas wjazdu dla tysiąca samochodów może wynosić na przykład południe, pierwsze samochody mogą wyjechać nieco wcześniej, powiedzmy o 11:59. Wynik ten został wcześniej odrzucony jako bez znaczenia.

To, co zademonstrowali Angulo i jej koledzy, było podobne do pomiaru poziomu tlenku węgla w tunelu po wjeździe kilku pierwszych samochodów i stwierdzeniu, że odczyt ma przed sobą znak minus.

Niezmienna względność

Naukowcy spędzili ponad dwa lata na optymalizacji eksperymentów. Naukowcy twierdzą, że zastosowane lasery musiały zostać starannie skalibrowane, aby uniknąć zniekształcenia wyników.

"Nikt nie twierdzi, że podróże w czasie są możliwe lub że cokolwiek cofnęło się w czasie" - podkreślili Angulo i jej kolega Steinberg.

Według naukowców ich wyjaśnienie leży w mechanice kwantowej. Zamiast podążać za ustalonym harmonogramem absorpcji i reemisji, interakcje te zachodzą w spektrum możliwych czasów trwania, z których niektóre są sprzeczne z codzienną intuicją.

Co ważne, naukowcy twierdzą, że nie narusza to teorii szczególnej względności Einsteina, która mówi, że nic nie może podróżować szybciej niż światło. Fotony te nie przenosiły żadnych informacji, omijając wszelkie kosmiczne ograniczenia prędkości.

Odkrycie

Koncepcja "ujemnego czasu" wzbudziła zarówno fascynację, jak i sceptycyzm wśród niektórych naukowców.

Niemiecka fizyk Sabine Hossenfelder skrytykowała pracę w filmie na YouTube, który obejrzało ponad 250 000 osób, mówiąc: "Czas ujemny w tym eksperymencie nie ma nic wspólnego z upływem czasu - to tylko sposób na opisanie, w jaki sposób fotony podróżują przez medium i jak zmieniają się ich fazy".

Angulo i Steinberg odpowiedzieli, że ich badania dotyczą kluczowych luk w zrozumieniu, dlaczego światło nie zawsze porusza się ze stałą prędkością.

Steinberg zauważył jednak, że żaden poważny naukowiec nie zakwestionował wyników eksperymentów. Dodał, że chociaż praktyczne zastosowania pozostają nieuchwytne, odkrycia otwierają nowe możliwości badania zjawisk kwantowych.

Tylko zweryfikowane informacje są dostępne na kanale OBOZ.UA Telegram i Viber. Nie daj się nabrać na podróbki!