Перейти к содержимому 
Ученым давно известно, что свет иногда может, казалось бы, выходить из материала до того, как войти в него – эффект, который считался иллюзией, вызванной искажением волн материей. Теперь исследователи из Университета Торонто, проведя инновационные квантовые эксперименты, утверждают, что они продемонстрировали, что «отрицательное время» – это не просто теоретическая идея, а существующее в ощутимом, физическом смысле явление, заслуживающее более пристального изучения.
Полученные результаты, которые еще не опубликованы в рецензируемом журнале, привлекли внимание и вызвали скепсис во всем мире.
Исследователи подчеркивают, что эти озадачивающие результаты скорее указывают на своеобразную особенность квантовой механики, чем на радикальное изменение нашего понимания времени.
«Это сложная тема, даже для обсуждения с другими физиками. Нас постоянно неправильно понимают», – посетовал Эфраим Стейнберг, профессор Университета Торонто, специализирующийся на экспериментальной квантовой физике.
Хотя термин «отрицательное время» может звучать как концепция из научной фантастики, Стейнберг защищает его использование, надеясь, что это вызовет более глубокие дискуссии о тайнах квантовой физики.
Лазерные эксперименты
Несколько лет назад команда начала исследовать взаимодействие света и материи.
Когда частицы света, или фотоны, проходят через атомы, некоторые из них поглощаются атомами, а затем снова испускаются. Это взаимодействие изменяет атомы, временно переводя их в состояние с более высокой энергией, или «возбужденное» состояние, прежде чем они вернутся в нормальное состояние.
В исследовании, возглавляемом Даниэлой Ангуло, команда решила измерить, как долго эти атомы остаются в возбужденном состоянии. «Полученное время оказалось отрицательным», – объяснил Стейнберг, имея в виду продолжительность меньше нуля.
Чтобы визуализировать эту концепцию, представьте себе автомобили, въезжающие в туннель: до эксперимента физики вдруг осознали, что, хотя среднее время въезда для тысячи автомобилей может быть, например, полдень, первые автомобили могут выехать немного раньше, скажем, в 11:59. Этот результат ранее был отклонен как бессмысленный.
То, что продемонстрировали Ангуло и ее коллеги, сродни измерению уровня угарного газа в тоннеле после того, как первые несколько автомобилей выехали и фиксации того, что показания имеют знак минус.
Относительность не нарушена
Эксперименты, проведенные в загроможденной лаборатории в подвале, полной проводов и устройств, обернутых алюминиевой фольгой, заняли более двух лет для оптимизации. Лазеры, используемые в экспериментах, должны были быть тщательно откалиброваны, чтобы избежать искажения результатов.
Тем не менее, Стейнберг и Ангуло спешат уточнить: никто не утверждает, что путешествия во времени возможны. «Мы не хотим говорить, что что-то путешествовало назад во времени», – сказал Стейнберг. «Это неправильная интерпретация».
Объяснение кроется в квантовой механике, где частицы, такие как фотоны, ведут себя нечетко, вероятностным образом, а не следуют строгим правилам. Вместо того чтобы придерживаться фиксированной временной шкалы для поглощения и повторного излучения, эти взаимодействия происходят в спектре возможных длительностей, некоторые из которых противоречат повседневной интуиции. Важно отметить, что, по словам исследователей, это не нарушает теорию относительности Эйнштейна, которая гласит, что ничто не может двигаться быстрее света. Эти фотоны не несли никакой информации, обходя любые космические ограничения скорости.
Спорное открытие
Концепция «отрицательного времени» вызвала как интерес, так и скепсис, особенно со стороны видных представителей научного сообщества.
Немецкий физик-теоретик Сабина Хоссенфельдер, например, раскритиковала работу, отметив: «Отрицательное время в этом эксперименте не имеет ничего общего с течением времени – это просто способ описать, как фотоны движутся через среду и как сдвигаются их фазы».
Ангуло и Стейнберг возразили, утверждая, что их исследование восполняет важные пробелы в понимании того, почему свет не всегда распространяется с постоянной скоростью.
Стейнберг признал противоречивость провокационного заголовка их статьи, но отметил, что ни один серьезный ученый не оспаривал экспериментальные результаты.
«Мы сделали свой выбор относительно того, что считаем плодотворным способом описания результатов», – сказал он, добавив, что, хотя практическое применение пока неясно, полученные данные открывают новые пути для изучения квантовых явлений».
«Честно говоря, у меня пока нет перспективы от того, что мы изучали, к практическому применению», – признался он. «Мы продолжим работать над этим, но я не хочу вселять людям ложные надежды».
Читайте также: Распространенные заблуждения о квантовой механике в популярной научной фантастике
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.