Канадські квантові фізики зробили неймовірне відкриття: вони виявили ефект «від’ємного часу» під час дослідження фотонів — частинок світла. Результати дослідження були опубліковані на порталі arXiv.
Суть відкриття
Під час експериментів було виявлено, що фотони витрачають від’ємну кількість часу при русі через хмари охолоджених атомів. Це означає, що фотони можуть залишати матеріал до того, як потрапляють у нього. Цей ефект став можливим завдяки квантовим властивостям фотонів, які проявляються в умовах взаємодії світла і матерії.
Дослідження базується на спостереженнях за поведінкою фотонів, які проходять через середовище і викликають ефект «атомного збудження». Коли фотони взаємодіють із середовищем, електрони в атомах переходять на більш високі енергетичні рівні. Коли вони повертаються в початковий стан, енергія вивільняється у вигляді переопромінених фотонів, що спричиняє тимчасову затримку у часі проходження світла через середовище.
Експерименти та несподівані результати
Вчені проводили експерименти, у яких фотони проходили через хмару ультрахолодних атомів рубідію. Вимірювалася ступінь збудження атомів, коли фотони взаємодіяли з середовищем.
Несподівано, дослідники виявили два цікаві явища:
- Іноді фотони проходили через атоми, не поглинаючись ними, але атоми рубідію все одно збуджувалися і залишалися в цьому стані, ніби вони поглинули ці фотони.
- При поглинанні фотони майже миттєво випромінювалися назад, задовго до того, як атоми рубідію поверталися в початковий стан.
Пояснення «від’ємного часу»
Цей ефект, як пояснюють вчені, обумовлений квантовими властивостями фотона, які існують у діапазоні ймовірних часових значень. Така квантова невизначеність може призводити до того, що фотони “залишають” матеріал до того, як фізично потрапляють у нього.
Фізики зазначають, що це може здатися парадоксальним, але, якби ви побудували «квантовий» годинник для вимірювання часу, який атоми проводять у збудженому стані, то в певних умовах стрілки годинника могли б рухатися назад замість вперед.
Це відкриття відкриває нові горизонти для досліджень квантової механіки та взаємодії світла і матерії, а також може мати великі наслідки для майбутніх технологій.
Читайте також: Нове дослідження показує, що темна енергія може призвести до другого Великого вибуху
