Os físicos quânticos mediram um fenômeno descrito como “tempo negativo”, no qual os fótons parecem sair de um material antes de entrar completamente nele.

Os físicos quânticos mediram um fenômeno descrito como “tempo negativo”, no qual os fótons parecem sair de um material antes de entrar completamente nele. Em um experimento inovador conduzido na Universidade de Toronto, pesquisadores dirigiram fótons através de uma densa nuvem de átomos de rubídio ultrafrio. Enquanto a luz normalmente experimenta um atraso ao passar pela matéria, a equipe observou casos raros em que os fótons se comportavam como se tivessem passado menos de zero tempo dentro do meio atômico. Usando uma combinação de medições de transmissão padrão e uma técnica de “medição fraca” que perturba minimamente o sistema quântico, os cientistas rastrearam tanto os tempos de chegada dos fotões quanto a duração das excitações atômicas na nuvem de rubídio. Seus resultados mostraram que, em média, os fótons transmitidos saíram da nuvem mais cedo do que o esperado — registrando efetivamente um tempo de permanência negativo. Isto correspondeu à duração da excitação atômica, confirmando que o valor negativo reflete um efeito físico real em vez de um mero artefato matemático. Esta descoberta não implica viagens no tempo atrasadas ou violações da causalidade. Em vez disso, destaca a natureza contraintuitiva da mecânica quântica, onde o atraso do grupo — a mudança de tempo de um pacote de onda — pode levar valores negativos perto da ressonância atômica sem quebrar leis físicas fundamentais. Os achados aprofundam nossa compreensão de como causa e efeito podem parecer turvos na escala quântica, oferecendo novas insights sobre o comportamento não clássico das interações luz-matéria. [Angulo D, Thompson K, Nixon V-M, Jiao A, Wiseman HM, Steinberg AM. Evidência experimental de que um fóton pode passar uma quantidade negativa de tempo numa nuvem atômica. arXiv:2409.03680 [quant-ph]. 5 de setembro de 2024]Ciência e fatos