Учёные из Университета Торонто представили новое удивительное открытие, связанное с квантовой физикой. В ряде экспериментов они обнаружили, что в определённых условиях атомы и фотоны могут вести себя так, как будто время движется в обратную сторону. Несмотря на столь необычный результат, данное явление не приближает человечество к возможности путешествовать в прошлое. Работа исследователей пока не прошла рецензирование и с сентября находится на платформе arxiv.org.

В ходе экспериментов учёные направляли свет (фотоны) через облако атомов, охлаждённых почти до абсолютного нуля. При этом свет задерживался при прохождении через среду — этот эффект называют групповой задержкой. Причина в том, что фотоны взаимодействуют с атомами: часть из них поглощается электронами атомов, которые переходят на более высокий энергетический уровень. После этого атомы возвращают поглощённую энергию, испуская фотоны и возвращаясь в исходное состояние. Таким образом, свет выходит с заметной задержкой.

Однако когда частота фотонов приближалась к резонансной частоте атомов, происходило нечто неожиданное: групповая задержка становилась отрицательной. Это означало, что фотоны, казалось, «выходили» из среды раньше, чем могли бы войти, что подтверждалось фазовым сдвигом между контрольным и зондирующим лучами. Этот феномен был наблюден благодаря эффекту Керра, и исследования показали, что отрицательная задержка света — это не ошибка, а реальное явление. Это можно объяснить квантовой суперпозицией, когда атомы словно «предчувствуют» прохождение фотонов и начинают возбуждаться заранее.

Ведущий исследователь Джозайя Синклер из Университета Торонто пояснил, что отрицательная временная задержка, хотя и выглядит парадоксально, действительно имеет физическое обоснование. Он отметил: «Если бы существовали квантовые часы для измерения времени, которое атомы проводят в возбужденном состоянии, то в определённых условиях их стрелки могли бы двигаться назад вместо вперёд».

Хотя это открытие подтверждает, что в квантовом мире возможны настоящие чудеса, оно, к сожалению, не открывает путь к перемещению во времени. Однако понимание таких явлений, как отрицательное время, важно для будущих исследований в области квантовой физики и может повлиять на дальнейшие научные открытия.