Naučnici su dugo znali da se ponekad čini da svetlost izlazi iz materijala pre nego što uđe u njega – efekat koji se odbacuje kao iluzija uzrokovana načinom na koji su talasi izobličeni materijom.
Sada, istraživači sa Univerziteta u Torontu, kroz inovativne kvantne eksperimente, kažu da su pokazali da „negativno vreme“ nije samo teorijska ideja – ono postoji u opipljivom, fizičkom smislu, i zaslužuje pažljivije ispitivanje.
Nalazi, objavljeni na serveru za preprint arXiv, ali još uvek objavljeni u recenziranom časopisu, privukli su i globalnu pažnju i skepticizam.
Istraživači naglašavaju da ovi zbunjujući rezultati naglašavaju neobičnu neobičnost kvantne mehanike, a ne radikalnu promenu u našem razumevanju vremena.
„Ovo je teška stvar, čak i za nas da razgovaramo o tome sa drugim fizičarima. Stalno smo pogrešno shvaćeni“, rekao je Aefhraim Steinberg, profesor sa Univerziteta u Torontu specijalizovan za eksperimentalnu kvantnu fiziku.
Iako bi termin „negativno vreme“ mogao zvučati kao koncept preuzet iz naučne fantastike, Stajnberg brani njegovu upotrebu, nadajući se da će to izazvati dublje diskusije o misterijama kvantne fizike.
Pre mnogo godina, tim je počeo da istražuje interakcije između svetlosti i materije.
Kada svetlosne čestice, ili fotoni, prođu kroz atome, neke atomi apsorbuju i kasnije ponovo emituju. Ova interakcija menja atome, privremeno ih stavljajući u stanje više energije ili „pobuđeno“ pre nego što se vrate u normalu.
U istraživanju koje je vodila Daniela Angulo, tim je odlučio da izmeri koliko dugo su ovi atomi ostali u svom uzbuđenom stanju. „To vreme se pokazalo negativnim“, objasnio je Stajnberg — što je značilo trajanje manje od nule.
Da biste vizuelizovali ovaj koncept, zamislite da automobili ulaze u tunel: pre eksperimenta, fizičari su prepoznali da, iako bi prosečno vreme ulaska za hiljadu automobila moglo biti, na primer, podne, prvi automobili bi mogli da izađu malo ranije, recimo u 11:59. Ovaj rezultat je ranije odbačen kao besmislen.
Ono što su Angulo i njegove kolege demonstrirali bilo je slično merenju nivoa ugljen-monoksida u tunelu nakon što su se prvi automobili pojavili i otkrili da očitavanja imaju znak minus ispred sebe.
Eksperimentima, sprovedenim u pretrpanoj podrumskoj laboratoriji prepunoj žica i uređaja obmotanih aluminijumom, trebalo je više od dve godine da se optimizuju. Korišćeni laseri su morali da budu pažljivo kalibrisani kako bi se izbeglo izobličenje rezultata.
Ipak, Steinberg i Angulo brzo pojašnjavaju: niko ne tvrdi da je putovanje kroz vreme moguće. „Ne želimo da kažemo da je bilo šta putovano unazad u vremenu“, rekao je Stajnberg. „To je pogrešno tumačenje.“
Objašnjenje leži u kvantnoj mehanici, gde se čestice poput fotona ponašaju na nejasne, verovatnoće, a ne na striktna pravila.
Umesto da se pridržavaju fiksnog vremenskog okvira za apsorpciju i ponovno emitovanje, ove interakcije se dešavaju kroz spektar mogućih trajanja – od kojih neke prkose svakodnevnoj intuiciji.
Kritično, kažu istraživači, ovo ne krši Ajnštajnovu teoriju specijalne relativnosti, koja nalaže da ništa ne može putovati brže od svetlosti. Ovi fotoni nisu nosili nikakvu informaciju, zaobilazeći bilo kakva kosmička ograničenja brzine.
Koncept „negativnog vremena“ izazvao je i fascinaciju i skepticizam, posebno od istaknutih glasova u naučnoj zajednici.
Nemačka teorijska fizičarka Sabine Hossenfelder, na primer, kritikovala je rad u videu na Jutjubu koji je pogledalo preko 250.000 ljudi, napominjući: „Negativno vreme u ovom eksperimentu nema nikakve veze sa protokom vremena – to je samo način da se opiše kako fotoni putuju kroz medij i kako se njihove faze pomeraju.“
Angulo i Steinberg su se povukli, tvrdeći da njihovo istraživanje rešava ključne praznine u razumevanju zašto svetlost ne putuje uvek konstantnom brzinom.
Stajnberg je priznao kontroverzu oko provokativnog naslova njihovog rada, ali je istakao da nijedan ozbiljan naučnik nije osporio eksperimentalne rezultate.
„Odlučili smo se o onome što mislimo da je plodan način da opišemo rezultate“, rekao je on, dodajući da iako praktične primene ostaju neuhvatljive, nalazi otvaraju nove puteve za istraživanje kvantnih fenomena.
„Biću iskren, trenutno nemam put od onoga što smo otkrili do praktične primene“, priznao je on. „Nastavićemo da razmišljamo o tome, ali ne želim da budimo neopravdanu nadu.“
