Les physiciens quantiques ont mesuré un phénomène décrit comme le temps négatif, dans lequel les photons semblent sortir d'un matériau avant de l'entrer complètement. Dans le cadre d'une expérience novatrice menée à l'Université de Toronto, des chercheurs ont dirigé des photons dans un nuage dense d'atomes de rubidium ultrafroid. Alors que la lumière subit généralement un retard au passage de la matière, l'équipe a observé de rares cas où les photons se sont comportés comme s'ils avaient passé moins de zéro temps à l'intérieur du milieu atomique. À l'aide d'une combinaison de mesures de transmission standard et d'une technique de mesure faible qui perturbe minimalement le système quantique, les scientifiques ont suivi les temps d'arrivée des photons et la durée des excitations atomiques dans le nuage de rubidium. Leurs résultats ont montré qu'en moyenne, les photons transmis sortaient du nuage plus tôt que prévu, enregistrant effectivement un temps de séjour négatif. Cela correspondait à la durée de l'excitation atomique, confirmant que la valeur négative reflète un effet physique réel plutôt qu'un simple artefact mathématique. Cette découverte n'implique pas un voyage en retard ou des violations de la causalité. Au lieu de cela, il met en lumière le caractère contre-intuitif de la mécanique quantique, où le retard de groupe — le décalage temporel d'un paquet d'onde — peut prendre des valeurs négatives près de la résonance atomique sans enfreindre les lois physiques fondamentales. Les résultats approfondissent notre compréhension de la façon dont la cause et l'effet peuvent paraître flous à l'échelle quantique, offrant de nouvelles perspectives sur le comportement non classique des interactions lumière-matière. [Angulo D, Thompson K, Nixon V-M, Jiao A, Wiseman HM, Steinberg AM. Preuve expérimentale qu'un photon peut passer un temps négatif dans un nuage d'atomes. arXiv:2409.0360 [quant-ph]. 5 septembre 2024]Science et faits

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