اخبار کوانتومی – مشاهده “زمان منفی” در آزمایش های کوانتومی
عنوان خبر: مشاهده “زمان منفی” در آزمایش های کوانتومی
ژانر/موضوع: مکانیک کوانتومی، اپتیک
تاریخ انتشار خبر: 23 دسامبر 2024
منبع خبر: PHYS ORG
چکیده: محققان دانشگاه تورنتو “زمان منفی” را به عنوان یک پدیده کوانتومی قابل اندازه گیری نشان داده اند. آنها با استفاده از آزمایش‌های ابتکاری با فوتون‌هایی که با اتم‌ها برهم‌کنش داشتند، مدت‌های کمتر از صفر را برای تحریکات اتمی مشاهده کردند که از طریق تغییر فاز در یک پرتو لیزر ثانویه به کمک اثر کراس کر اندازه‌گیری می‌شد. این یافته‌ها، که با ماهیت احتمالی مکانیک کوانتومی مطابقت دارند، مفروضات قبلی را که تاخیرهای گروهی منفی صرفاً نظری هستند، به چالش می‌کشند. اندازه‌گیری‌ها میانگین زمان‌های تحریک اتمی را از 0.82τ₀- تا 0.54τ₀ نشان داد، که در آن τ₀ نشان‌دهنده زمان تحریک نظری است. این نتایج نسبیت خاص را نقض نمی‌کنند یا دلالت بر سفر در زمان ندارند، زیرا هیچ اطلاعاتی سریع‌تر از نور حرکت نمی‌کند.
شرح کامل خبر:
دانشمندان دانشگاه تورنتو شواهد تجربی ارائه داده‌اند که نشان می‌دهد “زمان منفی” تنها یک نظریه انتزاعی نیست، بلکه یک پدیده فیزیکی قابل اندازه‌گیری است. این یافته‌ها که توسط دانیلا آنگولو و ایفریم استاینبرگ هدایت شده‌اند، از آزمایش‌های کوانتومی در زمینه تعامل نور با ماده به دست آمده و اخیراً در سرور پیش‌چاپ arXiv منتشر شده است.
هنگامی که فوتون‌ها از اتم‌ها عبور میکنند، جذب شده و سپس بازتاب می‌شوند وبه طور موقت اتم ها را به حالت های انرژی بالاتر برانگیخته میکنند. با اندازه‌گیری مدت زمان این حالت برانگیخته، پژوهشگران مقادیر “زمان منفی” را مشاهده کردند – بازه‌های زمانی کمتر از صفر. این نتایج با استفاده از اثر کراس کر (Cross-Kerr) تأیید شدند، جایی که یک پرتو لیزر ثانویه، تغییر فازهای ناشی از تحریکات اتمی را اندازه‌گیری کرد. به‌طور شگفت‌آور، میانگین زمان تحریک اتمی در بازه 0.82τ₀- تا 0.54τ₀ (جایی که τ₀ زمان تحریک نظری بدون انتخاب است) متغیر بود.
این پدیده عجیب با ماهیت احتمالاتی مکانیک کوانتومی سازگار است، جایی که فوتون‌ها از زمان‌بندی‌های ثابت پیروی نمی‌کنند و در طیف وسیعی از احتمالات تعامل دارند. مهم‌تر از همه، این یافته‌ها نظریه نسبیت خاص اینشتین را نقض نمی‌کند، زیرا هیچ اطلاعاتی سریع‌تر از نور منتقل نمی‌شود و همچنین به معنای سفر در زمان نیست.
این کشف هم تحسین و هم تردیدهایی را به همراه داشته است. منتقدانی از جمله سابین هوسنفلدر، فیزیکدان آلمانی، استدلال میکنند که این نتایج بیشتر درباره توصیف رفتار فوتون در یک محیط است تا بازتعریف مفهوم زمان. با این حال، آنگولو و استاینبرگ معتقدند که کار آنها بینش های مهمی را در مورد سرعت حرکت غیر ثابت نور و تفاوت های ظریف تر برهم کنش های کوانتومی ارائه می دهد.
اگرچه کاربردهای عملی این پژوهش هنوز مشخص نیست، اما این تحقیق درک‌های متعارف را به چالش می‌کشد و درهای جدیدی برای بررسی پیچیدگی‌های مکانیک کوانتومی باز می‌کند و بر این نکته تأکید دارد که “زمان منفی” شایسته بررسی بیشتر به‌عنوان یک پدیده فیزیکی مشروع است.
دیدگاه خود را درباره این خبر با ما به اشتراک بگذارید.
