Физики выяснили, можно ли путешествовать во времени

«Отрицательное время» существует.

Оказывается, квантовые частицы могут вести себя очень странным образом. Время их прибытия указывает на то, что они находились вместе с другими частицами в течение отрицательного промежутка времени. Неужели это значит, что путешествие во времени возможно? Физики дают ответ, пишет «Фокус».

Поведение фотонов в атомах

В новом эксперименте физики использовали фотоны, то есть квантовые частицы света, которые перемещались через облако атомов рубидия для проверки давнего эксперимента с «отрицательным временем». Атомы рубидия находятся в резонансе с фотонами, то есть энергия фотона может временно передаваться атомам в виде атомного возбуждения. Это позволяет фотону находиться в облаке атомов некоторое время, прежде чем он выйдет их него. Для того чтобы этот резонанс был эффективен, фотон должен иметь определенную энергию, соответствующую энергии, необходимой для перевода атома рубидия в возбужденное состояние.

Но, согласно принципу неопределенности Гейзенберга, если энергия фотона определена, то время его появления должно быть неопределенным. Импульс света, которым является фотон, должен иметь большую длительность. Это означает, что нельзя точно знать, когда фотон входит в облако атомов, но можно узнать среднее время его входа.

Если фотон направлен в облако атомов, то наиболее вероятно, что его энергия будет передана атомам, а затем фотон рассеется и не выйдет наружу. Но если фотон все же проходит насквозь, происходит нечто странное. Исходя из среднего времени входа фотона в облако атомов, можно рассчитать ожидаемое среднее время его прибытия на дальнюю сторону облака, когда он движется со скоростью света. Оказывается, фотон прибывает гораздо раньше. Фактически, он прибывает настолько рано, что, по-видимому, проводит внутри облака отрицательное количество времени, чтобы выйти из облака до того, как войти в него.

Это явление впервые было обнаружен еще в 1993 году, но физики в основном решили не воспринимать это отрицательное время всерьез. Это объясняется тем, что только самый передний край импульса света большой длительности проходит прямо сквозь облако атомов, в то время как остальная часть света рассеивается. Это приводит к тому, что не рассеянный фотон прибывает раньше, чем можно было бы ожидать. Ученые считали, что отрицательное время является артефактом измерений.

Авторы нового исследования говорят, что для подтверждения отрицательного времени нужно проводить непрерывное измерение атомов во время прохождения фотона через облако атомов, чтобы выяснить, находится ли энергия фотона в данный момент там. Но измерения в квантовой физике неизбежно искажают измеряемую систему. Если бы можно было точно измерить, находится ли фотон в атомах в каждый момент времени, то таким образом взаимодействие атомов с фотоном было бы предотвращено.

Неужели путешествие во времени возможно?

Вместо этого физики решили провести неточное, но все же очень точно настроенное измерение. Они направили лазерный луч, не связанный с одиночным фотонным импульсом, через облако атомов и измерили небольшие изменения фазы света в луче, чтобы проверить, были ли атомы возбуждены.

Любой отдельный запуск эксперимента дает лишь приблизительное представление о том, находился ли фотон в атомах, но средние результаты миллионов запусков дают точное время пребывания фотона в атомах.

Оказалось, что времени пребывания, когда фотон проходит прямо сквозь облако атомов, точно равно отрицательному времени, предполагаемому средним временем прихода фотонов в облако атомов. До этого эксперимента никто не подозревал, что эти два времени, измеренные совершенно разными способами, будут равны.

Неужели это значит, что путешествие во времени возможно? К сожалению, нет, говорят ученые. Результаты эксперимента полностью объясняются стандартной физикой. Но эксперимент показал, что отрицательное время не является артефактом измерений и действительно существует.

Вы можете поддержать сайт Charter97.org следующим образом:

РАСЧЕТНЫЙ МУЛЬТИВАЛЮТНЫЙ СЧЕТ ДЛЯ ПОЖЕРТВОВАНИЙ:

Название банка: Bank Millennium S.A.
Адрес: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Название владельца счета: Fundacja “KARTA ‘97”
Назначение платежа: Darowizna na cele statutowe

Связаться с нами можно по адресу [email protected]