Фотони, або кванти світла, здатні продукувати негативний час. Зазвичай таке явище спостерігається у хмарі охолоджених атомів.
Про нове відкриття свідчить нове астрофізиків з Університету Торонто, Канада. Група вчених під керівництвом Даніели Ангуло виявила дивовижний феномен: фотони витрачають “негативний час”, проходячи через хмару охолоджених атомів. Тобто частинки світла (випромінювання) покидають матеріал раніше, ніж входять у нього.
Саме таким чином виникає “негативний час”.
Про відкриття повідомив фізик Ефраїм Стейнберг у своєму пості в соціальній мережі X (раніше Twitter), зазначивши, що фотони можуть змусити атоми здаватися такими, нібито вони витрачають негативний час у збудженому стані.
Дослідження було завантажено на сервер препринтів arXiv.org 5 вересня цього року і ще не пройшло рецензування.
Все почалось з того, що команда астрофізиків прагнула виміряти часовий зсув (груповий зсув) і з'ясувати, чи залежить він від долі фотона: чи був він розсіяний і поглинений всередині атомної хмари, чи був переданий без взаємодії.
Після трьох років планування науковці розробили апарат для тестування цього явища в лабораторних умовах. Експерименти включали стрільбу фотонами через хмару ультрахолодних атомів рубідію і вимірювання ступеня збудження атомів.
Результати експерименту виявили дві несподіванки:
- іноді фотони проходили без пошкоджень, але атоми рубідію все одно збуджувалися
- коли фотони поглиналися, вони випромінювалися миттєво, задовго до того, як атоми рубідію поверталися до свого основного стану.
Дослідники співпрацювали з Говардом Вайсманом з Університету Гріффіта в Австралії. Теоретичне моделювання продемонструвало, що час, який передані фотони проводили як атомне збудження, збігався з очікуваним груповим зсувом, навіть коли здавалося, що частинки світла випромінювалися до зникнення збудження.
За словами учасників експерименту, команда здивована самим фактом передбачення і планує провести подальші експерименти для перевірки теорії негативного часу.
Водночас Юваль Масалкер з Університету Бен-Гуріон не погоджується ані з результатами експерименту в Торонто, ані з самим терміном “негативний час”.
“Це все одно, що запитати, чи створював експеримент від'ємні числа. Час, числа.... - це лише наші визначення для фізичних параметрів. Час не є якоюсь автентичною і незалежною сутністю. Це лише шкала, яку ми створили для вимірювання процесів у фізичній реальності, подібно до шкали чисел, яка штучно включає від'ємні числа. Від'ємні числа також не є якоюсь автентичною і незалежною сутністю, а лише питанням нашого визначення”, - каже вчений.
За його словами, можна запитати: чи проводився коли-небудь експеримент зі створення зворотного процесу?
Звичайно, багато разів, постійно. Сонце випаровує воду в океанах, а ми з нашими холодильниками конденсуємо цю пару у воду. Але це не означає, що ми повертаємо час назад, а тим більше створюємо негативний час.
Своєю чергою, фізик Брент Мікер з Університету Остін, штат Техас, стверджує, що група Даніели Ангуро взагалі не запропонувала нічого принципово нового.
Так, в книжці «Стріла часу і квантовий вимір» Л.Шульмана теоретично прописується аналогічний експеримент, так що канадійці лише втілили його в життя.
Однак ми маємо враховувати відносність нашого розуміння часу, тому насправді питання зводиться до того, чи можуть існувати регіони всесвіту з протилежними стрілами часу.
Шульман запропонував комп'ютерні симуляції таких всесвітів, моделюючи світи, подібні до нашого. Він також припускав, як і більшість фізиків, що стріла часу вказує на збільшення ентропії.
Але ентропія - це статистичне явище. Тож якщо змоделювати багато всесвітів, завжди “виникнуть” такі, де ентропія то зростає, то падає навмання.
Шульман лише спробував подивитися, як буде взаємодіяти різні регіони “великого всесвіту”. Не більше того.
Всесвіт неймовірно великий і складний. Тож статистично достовірно, що ентропія буде зростати... якщо тільки не існує якогось фундаментального закону, який робить його симетричним у часі в найбільшому масштабі.
Але то вже інше питання...
Також Вам буде цікаво:
Низка астрофізиків висувають важке світло на роль темної матерії
В науці не існує однозначного визначення, що таке час
Математики: квантова механіка працює тільки з комплексними числами
