Οι κβαντικοί φυσικοί έχουν μετρήσει ένα φαινόμενο που περιγράφεται ως «αρνητικός χρόνος», στο οποίο τα φωτόνια φαίνεται να εξέρχονται από ένα υλικό πριν εισέλθουν πλήρως σε αυτό. Σε ένα πρωτοποριακό πείραμα που διεξήχθη στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο, οι ερευνητές διηύθυναν φωτόνια μέσα από ένα πυκνό σύννεφο ατόμων υπερψυχρού rubβιδίου. Ενώ το φως συνήθως βιώνει μια καθυστέρηση όταν περνά μέσα από την ύλη, η ομάδα παρατήρησε σπάνιες περιπτώσεις όπου τα φωτόνια συμπεριφέρονταν σαν να είχαν περάσει λιγότερο από μηδέν χρόνο μέσα στο ατομικό μέσο. Χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό τυποποιημένων μετρήσεων μετάδοσης και μια «αδύναμη μέτρηση» τεχνική που διαταράσσει ελάχιστα το κβαντικό σύστημα, οι επιστήμονες εντόπισαν τόσο τους χρόνους άφιξης των φωτονίων όσο και τη διάρκεια των ατομικών διεγερτικών στο σύννεφο του rubβιδίου. Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι, κατά μέσο όρο, τα μεταδιδόμενα φωτόνια εξήλθαν από το σύννεφο νωρίτερα από ό, τι αναμενόταν — καταγράφοντας αποτελεσματικά αρνητικό χρόνο παραμονής. Αυτό ταίριαζε με τη διάρκεια της ατομικής διέγερσης, επιβεβαιώνοντας ότι η αρνητική τιμή αντανακλά ένα πραγματικό φυσικό αποτέλεσμα και όχι ένα απλό μαθηματικό τεχνούργημα. Αυτή η ανακάλυψη δεν συνεπάγεται καθυστερημένα ταξίδια στο χρόνο ή παραβιάσεις της αιτιότητας. Αντίθετα, τονίζει την αντιδιαισθητική φύση της κβαντικής μηχανικής, όπου η ομαδική καθυστέρηση — η χρονική μετατόπιση ενός πακέτου κυμάτων — μπορεί να λάβει αρνητικές τιμές κοντά στον ατομικό συντονισμό χωρίς να παραβιάσει τους θεμελιώδεις φυσικούς νόμους. Τα ευρήματα εμβαθύνουν την κατανόησή μας για το πώς η αιτία και το αποτέλεσμα μπορεί να φαίνονται θολά στην κβαντική κλίμακα, προσφέροντας νέες γνώσεις για την μη-κλασική συμπεριφορά των αλληλεπιδράσεων φωτός-ύλης. [Angulo D, Thompson K, Nixon V-M, Jiao A, Wiseman HM, Steinberg AM. Πειραματικές αποδείξεις ότι ένα φωτόνιο μπορεί να δαπανήσει αρνητικό χρόνο σε ένα νέφος ατόμου. arXiv:2409.03680 [quant-ph]. 5 Σεπτεμβρίου 2024] Επιστήμη και γεγονότα💡

Βλέπε αρχική πηγή