Может ли время идти в обратном направлении? Впервые в истории доказано, что да
Многолетний эксперимент в Канаде впервые зафиксировал явление «отрицательного времени», когда эффект от события предшествует самому событию. Раньше это считали невозможным.
07.10.2024 / 10:53
Иллюстрация феномена «отрицательного времени» на квантовом уровне, сгенерированная ChatGPT (DALL·E)
Новое исследование, опубликованное учеными Корнелльского университета и Университета Торонто, содержит первые в истории фактические наблюдения явления «отрицательного времени» (когда эффект от конкретного события предшествует началу этого события) на квантовом уровне, зафиксированные с помощью специального эксперимента.
Идея провести эксперимент появилась еще в 2017 году и была направлена на изучение феномена «возбуждения атома»: когда фотоны, частицы света, проходят через определенную среду и поглощаются, электроны, которые вращаются вокруг атомов, переходят на более высокий энергетический уровень. Когда электроны возвращаются в прежнее состояние, они высвобождают поглощенную энергию фотонов, подвергают сами частицы света еще большему энергетическому излучению и отпускают их двигаться дальше.
Во время этого процесса «возбуждения атома (среды)» и при прохождении фотонов через определенную среду возникает временная аномалия, природа которой до сих пор оставалась неясной, что и привлекло внимание ученых.
Для более детального анализа этой аномалии ученые провели серию экспериментов, в ходе которых направляли фотоны через облако охлажденных атомов рубидия при температуре, близкой к абсолютному нулю. Выяснилось, что при поглощении фотонов они могли переизлучаться средой почти мгновенно, задолго до того, как атомы рубидия возвращались в свое основное состояние. Как будто фотоны покидали атомы рубидия в тот же момент, когда и входили в них.
Дальнейшие эксперименты подтвердили эту мысль и впервые зафиксировали, что диапазон временной аномалии при «возбуждении атома» может включать состояние, при котором время прохождения отдельного фотона через среду оказывается отрицательным. Это является первым фактическим наблюдением, подтверждающим, что время может идти в обратном направлении (но это наблюдалось пока только на квантовом уровне).
«Отрицательная временная задержка кажется парадоксальной, но это означает следующее: если бы вы, допустим, создали «квантовые» часы для измерения времени, в течение которого атомы находятся в состоянии возбуждения, стрелка на ваших часах могла бы, при определенных обстоятельствах, двигаться назад, а не вперед», — пишут ученые в своем исследовании.
Иллюстрация эксперимента по направлению света через облако охлажденных атомов рубидия, сгенерированная ChatGPT (DALL·E)
При этом исследователи подчеркнули, что новое открытие не нарушает существующие законы физики или общую теорию относительности. Эксперимент показал лишь то, что фотоны каким-то образом перемещались через облако атомов быстрее, когда должны были поглощаться ими, чем если бы атомы оставались в неизменном состоянии (следовательно, фотоны могут ускоряться даже до отрицательных значений времени при прохождении через определенные среды).
Поскольку фотоны не переносят никакой информации и не могут двигаться со сверхсветовой скоростью, причинно-следственная связь остается неизменной, объясняют ученые.
Появилось существенное доказательство того, что Большого взрыва никогда не было
Ученые вырастили вымершее библейское дерево из семени, которое пролежало тысячу лет
НАСА впервые показало, что может увидеть человек при падении в сверхмассивную черную дыру