Physical Review Letters: фотоны могут проводить отрицательное время в атомах
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследование в Physical Review Letters показало: фотоны, проходя сквозь облако атомов рубидия, могут появляться раньше, чем если бы они двигались со скоростью света, — это соответствует отрицательному времени пребывания. Слабые измерения атомов подтвердили этот эффект, исключив иллюзию. Открытие не противоречит физике, но демонстрирует измеримость квантовой странности.
Резонанс фотонов с атомами
Импульсы света с точно определённой энергией попадают в резонанс с возбуждением атомов рубидия, позволяя фотонам временно передавать энергию и задерживаться в облаке. Большинство фотонов рассеивается, но те, что проходят напрямую, достигают детектора раньше, чем если бы они двигались в вакууме со скоростью света. Эффект, описанный в Physical Review Letters 4 августа, возникает из принципа неопределённости Гейзенберга: чем точнее энергия, тем расплывчатее время.
Подтверждение через слабые измерения
Чтобы проверить, не является ли ранний приход иллюзией светового импульса, исследователи провели слабые измерения состояния атомов. Квантовое состояние атомов сдвинулось таким образом, что независимо подтвердило отрицательное время пребывания фотонов. Это исключило альтернативные объяснения и показало, что атомы 'ощущают' фотон в течение отрицательного промежутка времени.
Измеримость квантовой странности
Результаты не нарушают причинность или теорию относительности, так как эффект порождён хвостами волнового пакета фотона. Тем не менее они демонстрируют, что противоречащие интуиции квантовые явления могут иметь физические последствия. Эксперимент впервые позволил напрямую измерить отрицательное время, а не вывести его из косвенных признаков.
Что дальше
Исследователи планируют изучить, можно ли использовать отрицательное время пребывания в квантовых вычислениях или обработке информации. Остаётся неясным, как этот эффект проявится в более сложных системах и не потребует ли он пересмотра фундаментальных оснований квантовой механики.
1 источник
Physical Review Letters: фотоны могут проводить отрицательное время в атомах
