Ученые обнаружили, что фотоны могут перемещаться назад во времени

Открытие того, что было названо "отрицательным временем" не поможет построить машину времени, но поднимает множество вопросов о взаимодействии в квантовом мире.

Ученые обнаружили, что фотоны могут перемещаться назад во времени

Квантовая механика сама по себе загадочна, но последнее открытие учёных, кажется, поднимает её странность на новый уровень. Исследователи утверждают, что наблюдали фотоны, демонстрирующие необычное поведение, которое они называют "отрицательным временем".

В эксперименте, описанном в ещё нерецензированной работе, фотоны направляли через облако атомов, охлаждённых почти до абсолютного нуля. Интересно, что даже когда фотоны не взаимодействовали напрямую с атомами, те всё равно на короткое время возбуждались, как будто фотоны всё же были поглощены и переизлучены. А когда фотоны действительно поглощались, они, похоже, снова появлялись раньше, чем атомы успевали возбудиться.

Джозайя Синклер из Университета Торонто, объясняет:

Отрицательная задержка времени кажется парадоксальной, но это значит, что если бы мы создали "квантовые" часы для измерения времени, проведённого атомами в возбужденном состоянии, стрелки часов иногда двигались бы назад, а не вперёд.

Что же происходит на самом деле? Когда фотоны проходят через среду, такую как облако атомов, они могут поглощаться атомами, переводя их электроны на более высокие энергетические уровни. После этого атомы возвращаются в своё исходное состояние, излучая фотоны снова, что наблюдатели фиксируют как задержку света. Учёные были удивлены, что нет единого мнения о том, что происходит с фотонами во время этой задержки, поэтому они провели серию экспериментов для дальнейшего изучения.

По их выводам, это явление связано с квантовым эффектом суперпозиции — состоянием, при котором частицы могут существовать в нескольких состояниях одновременно. С точки зрения детектора, фиксирующего путь фотонов, квантовая неопределённость позволяет им как бы одновременно регистрировать положительные и отрицательные значения времени при прохождении через атомное облако. В этом смысле «отрицательное время» означает, что фотоны кажутся быстрее, когда атомы уже возбуждены, по сравнению с теми случаями, когда атомы остаются неактивными.

Хотя это открытие не меняет наше привычное представление о времени, оно снова напоминает, насколько непривычным и противоречивым может быть квантовый мир. Кстати, в других квантовых новостях учёные предложили новый тип детектора, который, возможно, позволит наблюдать гравитоны — частицы, которые, как считается, переносят квантовую силу гравитации. Если эта идея окажется успешной, это поможет раскрыть некоторые из самых глубоких загадок нашей Вселенной.

Читайте также

Физики МГУ сократили потери света в оптических процессорах

Физики МГУ сократили потери света в оптических процессорах

Квантовая нанофотоника повысила чувствительность биомедицинских микрочипов

Квантовая нанофотоника повысила чувствительность биомедицинских микрочипов

Математики МФТИ ускорили проверку рельсов с помощью аналитических сеток

Математики МФТИ ускорили проверку рельсов с помощью аналитических сеток

Клетки крови 80-летнего превратили в нейронные стволовые клетки юноши

Клетки крови 80-летнего превратили в нейронные стволовые клетки юноши

Квантовое моделирование цезия выявило новый фазовый переход

Квантовое моделирование цезия выявило новый фазовый переход

Спорт смягчает симптомы депрессии у людей с высоким генетическим риском

Спорт смягчает симптомы депрессии у людей с высоким генетическим риском

ИИ выяснил, как нейроны гиппокампа кодируют смысл слов

ИИ выяснил, как нейроны гиппокампа кодируют смысл слов

Учёные создали татуировки, которые можно включать, выключать и менять с помощью света

Учёные создали татуировки, которые можно включать, выключать и менять с помощью света

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Хватит ли воды для городов на Луне: ученые подсчитали пределы лунной колонизации

Хватит ли воды для городов на Луне: ученые подсчитали пределы лунной колонизации

ИИ научили восстанавливать ветхие архивы и старые газеты

ИИ научили восстанавливать ветхие архивы и старые газеты

В ТГУ создали «ферментный конструктор» для программирования вкуса еды

В ТГУ создали «ферментный конструктор» для программирования вкуса еды

Российские ученые создали адаптены – стройматериалы с программируемыми свойствами

Российские ученые создали адаптены – стройматериалы с программируемыми свойствами

Huawei готовит новый бренд смартфонов Xingmang — возможную замену Honor

Huawei готовит новый бренд смартфонов Xingmang — возможную замену Honor