«Negatīvais laiks» pastāv, bet vai iespējama ceļošana laikā: fiziķi sniedz atbildi 0 101

Izrādās, ka kvantu daļiņas var uzvesties ļoti neparasti. To ierašanās laiks liecina, ka tās kopā ar citām daļiņām atradušās negatīvā laika intervālā. Vai tas nozīmē, ka ceļošana laikā ir iespējama? Fiziķi sniedz atbildi.

Fotonu uzvedība atomos

Jaunā eksperimentā fiziķi izmantoja fotonus — gaismas kvantu daļiņas —, kas ceļoja cauri rubīdija atomu mākonim, lai pārbaudītu ilgi apspriesto «negatīvā laika» efektu. Rubīdija atomi var rezonēt ar fotoniem, proti, fotona enerģija uz laiku var tikt nodota atomiem, radot ekscitētu stāvokli. Tas ļauj fotonam noteiktu laiku «uzturēties» atomu mākonī, pirms tas no tā iznāk.

Lai šī rezonanse būtu iespējama, fotonam jābūt noteiktai enerģijai, kas atbilst enerģijai, kas nepieciešama, lai ierosinātu rubīdija atomu. Taču saskaņā ar Heizenberga nenoteiktības principu, ja fotona enerģija ir precīzi noteikta, tad tā ierašanās laiks kļūst nenoteikts. Šādā gadījumā gaismas impulss jāuztver kā ilgs signāls, un precīzu brīdi, kad fotons iekļūst atomu mākonī, noteikt nevar — var runāt tikai par vidējo ierašanās laiku.

Negatīvais laiks

Ja fotons tiek virzīts uz atomu mākoni, visbiežāk tā enerģija tiek nodota atomiem, un pats fotons izkliedējas. Taču gadījumos, kad fotons tomēr iziet cauri mākonim, novērojams neparasts efekts.

Aprēķinot sagaidāmo fotona ierašanās laiku mākona otrā pusē (pieņemot kustību ar gaismas ātrumu), izrādās, ka tas ierodas agrāk, nekā gaidīts. Dažos gadījumos — tik agri, ka šķiet, it kā fotons atomu mākonī būtu pavadījis «negatīvu» laika intervālu, it kā iznākot no tā vēl pirms iekļūšanas.

Šī parādība pirmo reizi tika aprakstīta jau 1993. gadā, taču ilgu laiku to uzskatīja par mērījumu artefaktu. To skaidroja ar to, ka cauri mākonim iziet tikai gaismas impulsa priekšējā daļa, kamēr pārējā daļa tiek izkliedēta, radot šķietamu «paātrinājumu».

Vai tiešām iespējama ceļošana laikā?

Jaunā pētījuma autori centās noskaidrot, vai negatīvais laiks ir reāls efekts. Tieša novērošana kvantu sistēmās nav iespējama, jo mērījums pats ietekmē sistēmu.

Tāpēc fiziķi izmantoja netiešu metodi: caur atomu mākoni tika virzīts lāzera stars, un tika mērītas nelielas gaismas fāzes izmaiņas, kas liecina par atomu ierosinājumu.

Atsevišķs eksperiments sniedz tikai aptuvenu informāciju, taču, analizējot miljoniem mērījumu, iespējams noteikt fotona vidējo «uzturēšanās» laiku atomos.

Rezultāti parādīja, ka šis laiks sakrīt ar iepriekš aprēķināto negatīvo laika intervālu. Tas nozīmē, ka negatīvais laiks nav tikai mērījumu kļūda, bet gan reāls kvantu efekts.

Tomēr tas nenozīmē, ka ceļošana laikā ir iespējama. Zinātnieki uzsver, ka visi novērojumi pilnībā izskaidrojami ar zināmajiem fizikas likumiem.