Идеја да нешто може да изађе пре него што је ушло звучи као научна фантастика.
Ипак, управо такав феномен физичари су поново забележили у експерименту који се бави понашањем светлости на квантном нивоу.
Ново истраживање показује да фотони, честице светлости, под одређеним условима могу да проведу „негативно време“ пролазећи кроз облак атома. Другим речима, изгледа као да светлост напушта облак пре него што је у њега ушла.
Резултати су објављени у научном часопису „Physical Review Letters“, а о њима је известио и портал „Live Science“.
Није реч о путовању кроз време
Иако појам негативног времена звучи сензационално, научници наглашавају да то не значи да је откривен начин за путовање кроз време.
„Ово не значи да смо на прагу изградње времеплова или нечег сличног. Све се може објаснити стандардном физиком, али реч је о још једном необичном својству квантне механике“, изјавио је Хауард Вајзман, теоријски квантни физичар са Универзитета Грифит у Аустралији.
Како настаје „негативно време“?
Када светлосни фотон пролази кроз облак атома, може привремено да буде апсорбован.
Током тог процеса фотон престаје да постоји као честица светлости и претвара се у енергију похрањену у атому. Након кратког времена атом поново емитује фотон који наставља свој пут.
Још од деведесетих година прошлог века експерименти су указивали на то да одређени фотони стижу до детектора раније него што би се очекивало, што је упућивало на постојање негативног времена проласка.
Међутим, део научне заједнице сматрао је да за то постоје једноставнија објашњења.
Научници „питали“ атоме
Како би проверили да ли је феномен стваран, истраживачи су применили другачији приступ.
Уместо да мере када фотон стиже до детектора, посматрали су стање самих атома кроз које је пролазио.
Када атом апсорбује фотон, прелази у такозвано побуђено стање. Мерењем трајања тог стања могуће је одредити колико дуго је енергија фотона била похрањена у атому.
Истраживачи су користили додатни сноп светлости који је бележио ситне промене у атомима и тако омогућио својеврсно „очитавање уживо“ процеса који се одвијао.
Резултати су показали исто оно што су наговештавали ранији експерименти.
„Добијате исти одговор ако питате атоме колико дуго је фотон боравио код њих. И они вам дају одговор – негативно време“, рекао је Вајзман.
Милион мерења за један резултат
Мерење квантних система изузетно је компликовано јер само посматрање може да промени њихово понашање.
Због тога су истраживачи користили технику познату као „слаба мерења“, која минимално утиче на систем, али производи велику количину шума у подацима.
Појединачна мерења била су готово неупотребљива, па је било потребно усредњити резултате око милион покушаја како би се добио јасан сигнал.
Прикупљање података трајало је приближно 70 сати.
Следећи корак истраживања
Научници сада планирају да проуче фотоне који не пролазе кроз облак атома, већ се расипају у другим правцима.
Према теоријским предвиђањима, ти фотони би требало да носе додатно позитивно време које би уравнотежило негативно време забележено код пренетих фотона.
То предвиђање до сада никада није експериментално проверено.
„Занимљиво је да чак и после готово сто година проучавања интеракције светлости и атома и даље проналазимо ствари које нас могу изненадити“, закључио је Вајзман.
