W najnowszym artykule naukowym opublikowanym na serwerze preprintów arXiv możemy przeczytać o fascynującym eksperymencie, w którym naukowcy wykorzystali lasery do zbadania koncepcji czasu ujemnego. Już samo określenie „czas ujemny” powinno wzbudzić zainteresowanie. O ile bowiem w przestrzeni możemy poruszać się w każdym kierunku, o tyle w wymiarze czasowym możemy poruszać się jedynie w jednym kierunku. Skąd zatem pomysł czasu ujemnego?
Jak można się spodziewać, także i w tym przypadku mamy do czynienia z zawiłościami mechaniki kwantowej. Prowadząc swoje badania, w których wiązka laserowa przepuszczana była przez obłok atomów, naukowcy zauważyli, że fotony praktycznie wychodzą z obłoku atomów, zanim jeszcze do niego wlecą. Siłą rzeczy, coś takiego zdaje się przeczyć naszemu pojmowaniu rzeczywistości.
Czytaj także: Masz wrażenie, że czas płynie za szybko? Psychologowie podpowiadają, co możesz zrobić, by tak nie pędził
Warto tutaj podkreślić, że obłok atomów nie był bynajmniej przypadkowy. Naukowcy wykorzystali bowiem atomy schłodzone do temperatury niemal zera bezwzględnego. Nasza standardowa wiedza mówi, że fotony wyemitowane w kierunku atomów powinny zostać przez nie pochłonięte, a następnie reemitowane. W takiej sytuacji nastąpiłoby pewne opóźnienie w czasie przelotu przez obłok atomów.
Okazuje się jednak, że takie opóźnienie może być… ujemne. Do takiej sytuacji dochodzi, kiedy częstotliwość światła emitowanego w wiązce laserowej zbliżona jest do częstotliwości rezonansowej atomów tworzących obłok.
Nie ma tutaj jednak żadnych czarów. Fotony tworzące wiązkę laserową w żaden sposób nie podróżują w czasie, ani z prędkością większą od prędkości światła. Cały problem polega na tym, że w świecie kwantowym czas definiowany jest w nieco inny sposób. Przy takich ustawieniach eksperymentalnych atomy nie podlegają wzbudzeniu (spędzają ujemny czas w stanie wzbudzenia), dzięki czemu fotony nie ulegają typowemu dla takiego przelotu opóźnieniu.
Czytaj także: Odczuwanie czasu jest bardzo względne. Dlaczego nasz mózg tak różnie to interpretuje?
Patrząc z zewnątrz, nadal widzimy, że przejście fotonów przez obłok atomów trwał jakiś określony dodatni czas, jednak z drugiej strony atomy spędziły ujemny czas w stanie wzbudzenia.
Możemy być pewni, że naukowcy skierują teraz większe siły na bardziej szczegółowe zgadanie tego fenomenu, ale już teraz pojawia się pytanie o znaczenie pojęcia czasu ujemnego. Może się bowiem okazać, że mają one istotne znaczenie w fizyce, które dotychczas było całkowicie ignorowane przez naukowców.