Fizycy zmierzyli "ujemny czas". Wynik zaskoczył nawet ich
Foton, który wychodzi z układu, zanim do niego wejdzie? Brzmi jak błąd pomiaru albo science fiction, ale fizycy pokazali coś innego. W kontrolowanym eksperymencie uzyskali wynik, który sugeruje "ujemny czas". Potwierdzili go na dwa niezależne sposoby.
Fizyka kwantowa pokazuje nam świat, który czasem wygląda jak żart albo rozważania szalonego filozofa. Tym razem jednak badacze poszli krok dalej. W warunkach laboratoryjnych "zmierzyli" coś, co wygląda jak czas ujemny. Brzmi jak science fiction? No to czytajcie.
Jak zmierzono "ujemny czas"?
Eksperyment dotyczył fotonów, czyli cząstek światła, które przepuszczono przez chmurę atomów rubidu. W normalnych warunkach foton może na chwilę "oddać" swoją energię atomowi, wzbudzając go, a potem zostać ponownie wyemitowany.
Problem w tym, że kiedy badacze policzyli, ile czasu foton powinien potrzebować, by przejść przez taką chmurę, wynik nie zgadzał się z rzeczywistością. Foton pojawiał się po drugiej stronie… szybciej, niż powinien. Na tyle szybko, że z obliczeń wynikało, iż pośrednio opuścił chmurę, zanim do niej wszedł.
To właśnie ten efekt nazwano "ujemnym czasem przebywania".
Podobne obserwacje pojawiały się już wcześniej
Między innymi w eksperymentach z lat 90. wielu fizyków uznawało jednak, że to tylko złudzenie wynikające z charakteru impulsu świetlnego. Jego "przednia część" przechodzi przez ośrodek szybciej, reszta się rozprasza.
Tym razem badacze postanowili sprawdzić więcej. Zamiast patrzeć tylko na moment wyjścia fotonu, sprawdzili same atomy, jak długo były wzbudzone, czyli ile czasu faktycznie oddziaływały z fotonem. Zrobili to sprytnie - bardzo delikatnym pomiarem, który nie zakłóca układu.
Quiz wiedzy o kosmosie. Sprawdź, co wiesz o Wszechświecie
Pojedynczy pomiar był niewyraźny, ale miliony powtórzeń dały precyzyjny wynik. I tu pojawiło się największe zaskoczenie. Czas "spędzony" przez foton w atomach okazał się dokładnie taki sam jak ten ujemny czas wyliczony wcześniej z jego przelotu.
Co ważne, tego wyniku nie da się już wyjaśnić prostą sztuczką z "przednią częścią impulsu". To oznacza, że efekt nie jest tylko artefaktem pomiaru, ale ma realne, mierzalne konsekwencje.
Czy to oznacza podróże w czasie?
Nie. Autorzy podkreślają jasno - wszystko da się wyjaśnić w ramach znanej fizyki. Nie ma tu cofania czasu ani paradoksów rodem z filmów.
Eksperyment to raczej przypomnienie, że w świecie kwantowym nasze intuicje często zawodzą. "Ujemny czas" nie oznacza, że coś naprawdę cofa się w przeszłość, ale pokazuje, że pojęcia takie jak "kiedy coś się wydarzyło" mogą działać inaczej, niż jesteśmy przyzwyczajeni.
Źródło: The Convesation via phys.org
Publikacja: Daniela Angulo et al, Experimental Observation of Negative Weak Values for the Time Atoms Spend in the Excited State as a Photon Is Transmitted, Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/gjfq-k9dv
