Физики нашли доказательство существования "негативного времени": что это значит

Физики давно знают, что иногда может показаться, что свет выходит из материала перед тем, как войти в него. Этот эффект отвергают как иллюзию, вызванную тем, как волны уродуются материей.

Однако исследователи из Университета Торонто с помощью инновационных квантовых экспериментов говорят, что они могут доказать, что "негативное время" - это не просто теоретическая идея. Он, дескать, действительно существует в ощутимом, физическом смысле и это заслуживает более детального изучения, пишет Phys. org.

Исследователи подчеркивают, что эти их результаты подчеркивают особую причуду квантовой механики, а не радикальные изменения в нашем понимании времени.

"Это трудная вещь, даже для нас, чтобы говорить об этом с другими физиками. Нас все время неправильно понимают", – сказал профессор Университета Торонто, специализирующийся на экспериментальной квантовой физике Эфраим Стайнберг.

Лазерные эксперименты

Много лет тому назад команда ученых начала исследовать взаимодействие между светом и материей.

Когда частицы света или фотоны проходят через атомы, некоторые из них поглощаются атомами, а затем снова излучаются. Это взаимодействие изменяет атомы, временно переводя их в состояние с более высокой энергией или "возбужденное", прежде чем они вернутся в нормальное состояние, говорят ученые.

В исследовании под руководством Даниэлы Ангуло команда ученых решила измерить, как долго эти атомы оставались в своем возбужденном состоянии. И это время оказалось отрицательным, то есть продолжительность была меньше нуля.

Чтобы визуализировать эту концепцию, эксперты советуют вообразить, что автомобили въезжают в тоннель. Перед экспериментом физики признали, что хотя среднее время входа тысячи автомобилей может быть, например, в полдень, первые автомобили могут уехать чуть раньше, скажем, в 11:59 утра. Этот результат раньше был отклонен как бессмысленный.

То, что продемонстрировала Ангуло и ее коллеги, походило на измерение уровня угарного газа в тоннеле после того, как появились первые несколько автомобилей и обнаружили, что перед ними показания имеют знак минус.

Неизменная относительность

На оптимизацию экспериментов ученые потратили более двух лет. Используемые лазеры необходимо было тщательно откалибровать во избежание искажения результатов, говорят исследователи.

"Никто не утверждает, что путешествия во времени возможны или что-то путешествовало обратно во времени", – подчеркнула Ангуло и ее коллега Стейнберг.

По словам исследователей, их объяснение лежит в квантовой механике. Вместо соблюдения фиксированного графика для поглощения и повторного излучения эти взаимодействия происходят через спектр возможных длительностей, некоторые из которых противоречат повседневной интуиции.

Важно, говорят исследователи, что это не нарушает теорию специальной относительности Эйнштейна, предписывающей, что ничто не может путешествовать быстрее света. Эти фотоны не несли информации, обходя какие-либо космические ограничения скорости.

Открытие

Концепция "негативного времени" вызвала как увлечение, так и скептицизм, у некоторых ученых.

Немецкая физикиня Сабина Хоссенфельдер раскритиковала работу в видео на YouTube, которое просмотрели более 250 000 человек, отметив: "Отрицательное время в этом эксперименте не имеет ничего общего с течением времени – это просто способ описать, как путешествуют фотоны через среду и как смещаются их фазы" .

Ангуло и Стейнберг ответили, что их исследования устраняют ключевые пробелы в понимании того, почему свет не всегда движется с постоянной быстротой.

Однако Стайнберг отметил, что ни один серьезный ученый не оспорил результаты экспериментов. И добавил, что хотя практическое применение остается неосязаемым, открытия открывают новые пути исследования квантовых явлений.

OBOZ.UA ранее писал, что физики научились передавать звук в вакууме, но есть проблема.

Только проверенная информация у нас в Telegram-канале OBOZ.UA и Viber. Не ведитесь на фейки!