I fisici quantistici hanno misurato un fenomeno descritto come “tempo negativo”, in cui i fotoni sembrano uscire da un materiale prima di entrare completamente in esso. In un esperimento innovativo condotto all'Università di Toronto, i ricercatori hanno diretto i fotoni attraverso una densa nuvola di atomi di rubidio ultrafred. Mentre la luce sperimenta tipicamente un ritardo quando passa attraverso la materia, il team ha osservato rari casi in cui i fotoni si comportavano come se avessero trascorso meno di zero tempo all'interno del mezzo atomico. Utilizzando una combinazione di misure di trasmissione standard e una tecnica di "misurazione debole" che disturba minimamente il sistema quantistico, gli scienziati hanno tracciato sia i tempi di arrivo dei fotoni che la durata delle eccitazioni atomiche nella nube del rubidio. I loro risultati hanno dimostrato che, in media, i fotoni trasmessi sono usciti dal cloud prima del previsto, registrando efficacemente un tempo di dimora negativo. Ciò corrispondeva alla durata dell'eccitazione atomica, confermando che il valore negativo riflette un reale effetto fisico piuttosto che un semplice artefatto matematico. Questa scoperta non implica viaggi indietro nel tempo o violazioni della causalità. Invece, evidenzia la natura controintuitiva della meccanica quantistica, dove il ritardo di gruppo — lo spostamento temporale di un pacchetto d'onda — può prendere valori negativi vicino risonanza atomica senza rompere le leggi fisiche fondamentali. I risultati approfondiscono la nostra comprensione di come la causa e l'effetto possono apparire offuscati alla scala quantistica, offrendo nuove intuizioni nel comportamento non classico delle interazioni leggere-materia. [Angulo D, Thompson K, Nixon V-M, Jiao A, Wiseman HM, Steinberg AM. Prova sperimentale che un fotone può trascorrere una quantità negativa di tempo in una nuvola atoma. arXiv:2409.03680 [quant-ph]. 5 settembre 2024]Scienza e fatti💡

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