نور در ابر اتمی فوقسرد زمان منفی را سپری میکند؛ کشف شگفتانگیز فیزیک کوانتومی, محققان در آزمایشی بیسابقه موفق شدهاند پدیدهای شگفتانگیز را ثبت کنند ذرات نور (فوتونها) در عبور از ابر اتمی بسیار سرد، بازه زمانی منفی را تجربه میکنند.
این کشف که توسط تیمی از دانشگاه تورنتو انجام شده، در نشریه نیو ساینتیست منتشر شده و دیدگاههای کلاسیک ما درباره زمان و انتشار نور را به چالش میکشد.\\مکانیزم آزمایش اتمهای روبیدیم در دمای نزدیک صفر مطلقدانیلا آنگولو و همکارانش در آزمایش خود از دهها هزار اتم روبیدیم استفاده کردند که تا دمای بسیار نزدیک به صفر مطلق سرد شده بودند.
محققان دو پرتو لیزری را بهصورت همزمان از میان این ابر اتمی عبور دادند؛ پرتوی اول بهعنوان سیگنال اصلی و پرتوی دوم بهعنوان ردیاب برای پایش تغییرات حالت کوانتومی اتمها.\چگونه زمان منفی اندازهگیری شد؟هنگامی که فوتونهای پرتوی اول توسط اتمها جذب و مجدداً گسیل میشدند، حالت کوانتومی اتمها دچار تغییر میشد. پرتوی ردیاب این تحولات را ثبت کرد.
این بدان معناست که پک موجی نور از ابر اتم خارج شده است قبل از اینکه واقعاً در آن وارد شده باشد — یا به بیان دقیقتر، زمان گذر در ماده منفی ثبت شده است.\نقض قوانین علیت و نسبیت خاص؟افرایم استینبرگ، از رهبران این پژوهش، تأکید میکند که این پدیده هیچکدام از اصول بنیادین فیزیک — از جمله علیت و نسبیت خاص اینشتین — را نقض نمیکند. دلیل آن این است که در این فرآیند، هیچ اطلاعاتی با سرعت بیشتر از نور منتقل نمیشود.
فوتونها بهعنوان حامل اطلاعات استفاده نشدهاند؛ بلکه ما شاهد تداخل کوانتومی احتمالات مختلف مسیر عبور فوتون هستیم که در مجموع منجر به میانگین زمانی منفی میشود.\تفسیر کوانتومی همزمانی احتمالات عبورپیتر میلونی از دانشگاه روچستر این نتیجه را تبعی از ابهام ذاتی مکانیک کوانتومی میداند.
در سطح کوانتومی، فوتون نمیتواند با یک مسیر کلاسیک توصیف شود؛ بلکه همزمان در تراکبی از تمام مسیرهای ممکن — از جمله عبور فوری، تأخیر دار، و حتی زمان منفی — وجود دارد. وقتی این احتمالات بهدرستی تداخل میکنند، پدیدههای غیرمنتظرهای چون زمان منفی پدیدار میشوند.\دیدگاههای منتقد و آینده این پژوهشاندرو جردن از دانشگاه چپمن اگرچه اهمیت آزمایش را میپذیرد، اما بر ضرورت تکرار نتایج با روشهای اندازهگیری مستقیمتر تأکید دارد.
او با استناد به تعریف اینشتین از زمان (زمان چیزی است که با ساعت اندازهگیری میشود)، میگوید تفسیر فیزیکی این زمان منفی همچنان نیازمند بررسیهای عمیقتر است. این کشف دروازههای جدیدی برای درک تعامل نور-ماده در مقیاس کوانتومی باز کرده و میتواند در تکنولوژیهای آینده کوانتومی، از جمله محاسبه و ارتباطات کوانتومی، کاربرد یابد.
