Квантовая революция: фотоны изменили направление времени — узнайте, как это возможно

Квантовая физика всегда удивляет своими странными и нелогичными явлениями. Свет иногда ведет себя как волна, иногда как частица, а иногда его поведение вообще выходит за пределы нашего понимания. Исследователи под руководством Даниэлы Ангуло из Университета Торонто обнаружили еще одно необъяснимое явление: фотоны могут проводить отрицательное время, когда проходят через охлажденные атомы.

Фото: flickr.com by fdecomite, CC BY 2.0

Это значит, что кажется, будто фотоны покидают вещество еще до того, как попадают в него. Это открытие было сделано в ходе эксперимента, результаты которого еще предстоит пройти экспертную оценку, но уже успели удивить научное сообщество.

Идея исследования зародилась еще в 2017 году, когда группа под руководством Эфраима Стейнберга заинтересовалась вопросом, как фотоны взаимодействуют с материей, когда они проходят через нее.

Команда пыталась измерить, сколько времени требуется фотонам для возбуждения атомов в среде и зависит ли это время от того, был ли фотон поглощен или просто прошел сквозь вещество. Ответ оказался неожиданным: фотоны могут как бы "обходить" атомы, не вступая с ними во взаимодействие, но при этом атомы все равно переходят в возбужденное состояние.

Самое удивительное заключалось в том, что иногда фотоны испускались раньше, чем атомы возвращались в свое нормальное состояние, что дало исследователям повод предположить: фотоны как будто бы "покидают" атомы быстрее, чем физически возможно.

Эксперименты показали, что отрицательное время может быть измерено, и это новое открытие еще раз демонстрирует, насколько удивителен квантовый мир.

Хотя квантовый мир уже преподносил странные сюрпризы вроде "Чеширского кота" — когда квантовый объект отделяется от своих свойств — это открытие выводит понятие времени на новый уровень.

В будущем ученые планируют провести еще более сложные эксперименты, чтобы углубиться в природу этого загадочного явления и понять, как оно может быть применено в дальнейших исследованиях.

Уточнения

Фото́н (от др.-греч. φῶς, фос — свет) — фундаментальная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света) в виде поперечных электромагнитных волн и переносчик электромагнитного взаимодействия.