Conform Descopera: Un experiment revoluționar din fizica cuantică a demonstrat existența unui fenomen bizar: fotonii care traversează un nor de atomi pot apărea la destinație atât de timpuriu încât pare că au petrecut un timp negativ în interior. Aceste rezultate, publicate în revista Physical Review Letters, confirmă că acest efect nu este o eroare de calcul, ci o proprietate fizică măsurabilă.
Timp negativ, o realitate cuantică
În cadrul studiului, oamenii de știință au trimis fotoni, particule de lumină, printr-un nor de atomi de rubidiu. În mod obișnuit, energia unui foton poate fi transferată temporar atomilor, ridicându-i într-o stare excitată. Acest proces determină o scurtă „staționare” a luminii în nor înainte de a continua drumul. Totuși, conform principiului de incertitudine al lui Heisenberg, pentru o rezonanță eficientă este necesară o energie precisă, ceea ce implică o durată mai lungă a impulsului luminos și o incertitudine în momentul exact al intrării.
Atunci când fotonii au traversat norul fără a fi împrăștiați, cercetătorii au observat că aceștia au ajuns la destinație mult mai repede decât ar fi fost de așteptat, raportat la viteza luminii. Timpul de staționare calculat sugera, în mod paradoxal, că fotonul a părăsit norul înainte de a fi intrat în el.
Verificarea ipotezelor printr-o „măsurătoare slabă”
Efectul era cunoscut încă din 1993, dar mulți fizicieni îl considerau o simplă iluzie optică, atribuită traversării doar a părții frontale a impulsului luminos. Pentru a clarifica această ipoteză, echipa condusă de fizicienii Aephraim Steinberg și Howard Wiseman a decis să investigheze direct atomii de rubidiu.
Pentru a evita „efectul Zeno cuantic”, prin care o măsurătoare precisă ar fi putut bloca interacțiunea dintre particule, cercetătorii au utilizat „măsurători slabe”. Aceștia au dirijat un fascicul laser secundar, de intensitate foarte mică, prin nor și au analizat variațiile microscopice ale fazei luminii pe parcursul a milioane de experimente repetate.
Amprenta reală asupra materiei
Rezultatele au confirmat în mod uimitor timpul negativ. Atomii de rubidiu au înregistrat ei înșiși un timp de staționare negativ, perfect egal cu valoarea sugerată de momentul sosirii fotonilor. Aceste valori obținute prin metoda de măsurătoare slabă nu pot fi explicate doar prin filtrarea părții frontale a impulsului.
Cercetătorii subliniază că această descoperire nu contravine legilor fizicii cunoscute și nici nu deschide posibilitatea construirii unei mașini a timpului. Totuși, experimentul demonstrează că timpul negativ de staționare este un efect fizic real, care lasă o amprentă directă asupra materiei, subliniind complexitatea lumii cuantice.
Alte descoperiri remarcabile în fizica cuantică
Confirmarea experimentală a unei teorii majore privind inseparabilitatea cuantică.
Crearea de siliciu ultra-pur pentru generația următoare de cipuri cuantice.
Deschiderea căii către fuziunea nucleară cu ajutorul calculatoarelor cuantice.
Posibila dezvăluire a naturii cuantice a timpului prin intermediul ceasurilor atomice.
Sursa: Descopera
