Як в «Тенеті»: вчені відкрили зворотний хід часу на рівні фотонів

Квантова фізика демонструє багато дивних речей та часто є контрінтуїтивною. Цього разу вчені змусили пригадати фільм «Тенет» відкриттям того, що можна назвати негативним часом.

Відключайте рекламу - підтримуйте ITC!

Поки що не рецензоване дослідження, описане у Scientific American, описує спостереження дивної часової поведінки фотонів під час збудження атомів. Фотони, спрямовані у хмару атомів, вийшли з середовища перш ніж увійти в нього.

Фотони, частинки світла, можуть поглинатися атомами, через які вони проходять. Коли це відбувається, енергія, яку вони несуть, змушує електрони атомів переходити у вищий енергетичний стан — це й називається збудженням.

Але атоми також можуть позбавлятися збудження та повертатися до звичайного стану. Один із способів, як це відбувається — випромінення енергії у вигляді фотонів. Для спостерігача це має вигляд, ніби світло, яке проходило через середовище, затрималося. Вчені не мали консенсусу щодо того, що насправді стається з окремим фотоном під час цієї затримки, тому провели серію експериментів.

Під час них імпульси фотонів пропускалися через хмару атомів при температурах, близьких до абсолютного нуля. Трапилася дивна річ: у випадках, коли фотони проходили, ще не бувши поглиненими, ультрахолодні атоми вже були збуджені протягом точного проміжку часу, ніби вони вже їх поглинули. Навпаки, у випадках, коли фотони були поглинені, вони повторно випромінювалися без затримки або до того, як ультрахолодні атоми могли б зняти збудження.

Вчені кажуть, що жодні закони фізики тут не порушуються. Фотони якимось чином мандрують через атомну хмару швидше, коли вони збуджують атоми та поглинаються, ніж коли атоми залишаються незмінними. Оскільки фотони не несуть інформації, причинність залишається недоторканою, зазначають дослідники. Квантова суперпозиція призводить до того, що фотони знаходяться у двох станах одночасно: для детектора, який вимірює, коли вони входять у середовище та виходять із нього, це означає, що фотони можуть мати як позитивне, так і негативне значення. А отже, фактично негативний час.

Це не змінює нашого розуміння часу, кажуть дослідники. З іншого боку, це припускає, принаймні в області оптики, що від’ємний час має «більше фізичне значення, ніж заведено вважати», йдеться у дослідженні.

Джерело: Futurism