U revolucionarnom eksperimentu, istraživači su otkrili pojavu koja izaziva temelje našeg razumijevanja vremena — nešto što nazivaju “negativno vrijeme”.
Svijet kvantne fizike često se opisuje kao čudan, nepredvidiv i posve bizaran. To je područje gdje čestice mogu postojati na dva mjesta u isto vrijeme, trenutno komunicirati na golemim udaljenostima i gdje vrijeme samo po sebi može funkcionirati na načine koji prkose svakom zdravom razumu. U najnovijem preokretu kvantne čudnovatosti, znanstvenici su sada promatrali nešto što nazivaju “negativno vrijeme”, dodajući još jedan um-obarajući koncept u već složen svijet kvantne mehanike, objašnjava Popular Mechanics.
Istraživači sa Sveučilišta u Torontu, provodeći složen eksperiment, došli su do otkrića koje je zateklo čak i iskusne fizičare.
Njihov eksperiment obuhvaćao je usmjeravanje fotona—sitnih čestica svjetlosti—u oblak rubidijevih atoma hlađenih gotovo do apsolutne nule. Ova postavka, osmišljena za istraživanje interakcije svjetlosti i materije na kvantnoj razini, donijela je neočekivane rezultate.
Kao što se pretpostavljalo, fotoni su međudjelovali s atomima rubidija, dovodeći ih u privremeno uzbuđeno stanje, u kojem atomi apsorbiraju energiju. No, dogodio se nevjerojatan preokret: neki su fotoni izgledali kao da napuštaju oblak atoma prije nego što su uopće ušli. Da, dobro ste pročitali. Prema njihovim mjerenjima, ti fotoni su izlazili prije nego što su stigli, što predstavlja paradoks koji dovodi u pitanje naše temeljno razumijevanje uzroka i posljedice.
Što je točno ‘negativno vrijeme’?
Na prvi pogled, “negativno vrijeme” zvuči kao nešto iz znanstvene fantastike. No ovdje nije riječ o putovanju kroz vrijeme ili o vraćanju povijesti unazad. Umjesto toga, radi se o tome kako vrijeme funkcionira u kvantnom svijetu, gdje čestice poput fotona ne prate uvijek pravila s kojima smo upoznati.
U ovom eksperimentu, piše Popular Mechanics, fotoni, kao kvantni objekti, nisu se ponašali na uredno predvidljiv način. Umjesto prolaska kroz oblak rubidija jednostavnom putanjom, njihova apsorpcija i emisija postali su raspršeni, ili “razmazani”, kroz niz mogućnosti. Ovaj efekt doveo je do toga da su fotoni izgledali kao da napuštaju oblak prije nego što su potpuno međudjelovali s atomima, stvarajući ono što istraživači nazivaju “negativno kašnjenje”.
Implikacije ovog otkrića su duboke. Iako ne sugerira da vrijeme, onako kako ga poznajemo, može teći unatrag u klasičnom smislu, naglašava kako vrijeme funkcionira na kvantnoj razini. Zamislite sat koji je dizajniran da mjeri koliko dugo atomi ostaju u uzbuđenom stanju. U određenim uvjetima, kazaljke tog sata kretale bi se unatrag, umjesto naprijed, kao da registriraju negativnu količinu vremena. Upravo to su znanstvenici promatrali.
Iako ovi rezultati mogu zvučati kontradiktorno, zapravo su u skladu s načelima kvantne mehanike, gdje čestice ne slijede strogo definirane putanje kao u klasičnoj fizici. Neobično ponašanje fotona u ovom eksperimentu odražava njihovu prirodu kvantnih objekata, koji su vođeni vjerojatnostima, a ne apsolutnim zakonitostima.
Što ovo znači za naše razumijevanje vremena?
Kako objašnjava Popular Mechanics, ovo otkriće ne krši Einsteinovu teoriju relativnosti—nema informacija ili energije koje putuju brže od svjetlosti—ali dodatno potvrđuje da je kvantni svijet zaista čudan. Kvantne čestice, poput fotona, ne moraju uvijek poštovati ista načela koja definiraju naš svakodnevni doživljaj stvarnosti. Vrijeme, u ovom kontekstu, nije linearna, jednosmjerna ulica kakvom je smatramo. Umjesto toga, može se savijati i izobličiti na načine koji izazivaju naše najosnovnije fizikalne koncepte.
Međutim, ovo otkriće ne znači da ćemo uskoro graditi vremenske strojeve. Čudno ponašanje promatrano u eksperimentu ne odnosi se na makroskopski svijet u kojem živimo. Ipak, sugerira da naše razumijevanje vremena—barem na kvantnoj razini—daleko od toga da je potpuno.
Dakle, ovo otkriće otvara uzbudljive nove puteve istraživanja. Kako su sami istraživači istaknuli, ovi rezultati zahtijevaju daljnju teorijsku analizu i eksperimentalna istraživanja. Može li ovaj fenomen dovesti do novih tehnologija ili primjena? Iako je prerano donijeti konkretne zaključke, razumijevanje načina na koji vrijeme funkcionira na kvantnoj skali moglo bi otvoriti nove uvide u samu strukturu svemira.
Sljedeći koraci tima, kako objašnjava Popular Mechanics, uključuju prilagodbu ključnih varijabli u eksperimentu—poput optičke dubine i širine pojasa fotona—kako bi se istražilo kako te promjene utječu na rezultate. Dok nastavljaju dublje ulaziti u kvantnu sferu, jedno je sigurno: tajne vremena, prostora i materije još uvijek su daleko od potpune spoznaje.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
