Ideja da nešto može da izađe prije nego što je ušlo zvuči kao naučna fantastika.

Ipak, upravo su takav fenomen fizičari ponovo zabilježili u eksperimentu koji se bavi ponašanjem svjetlosti na kvantnom nivou.

Novo istraživanje pokazalo je da fotoni, čestice svjetlosti, u određenim uslovima mogu da provedu „negativno vrijeme“ prolazeći kroz oblak atoma. Drugim riječima, izgleda kao da svjetlost napušta oblak prije nego što je u njega ušla.

Rezultati su objavljeni u naučnom časopisu Physical Review Letters, a o njima je izvijestio i portal Live Science.

Nije riječ o putovanju kroz vrijeme

Iako pojam negativnog vremena zvuči senzacionalno, naučnici naglašavaju da ovo ne znači da je otkriven način za putovanje kroz vrijeme.

„Ovo ne znači da smo na pragu izgradnje vremeplova ili nečeg sličnog. Sve se može objasniti standardnom fizikom, ali riječ je o još jednom neobičnom svojstvu kvantne mehanike“, izjavio je Hauard Vajzman (Howard Wiseman), teorijski kvantni fizičar sa Univerziteta Grifit u Australiji.

Kada svjetlosni foton prolazi kroz oblak atoma, može privremeno da bude apsorbovan.

Tokom tog procesa foton prestaje da postoji kao čestica svjetlosti i pretvara se u energiju pohranjenu u atomu. Nakon kratkog vremena atom ponovo emituje foton koji nastavlja svoj put.

Još od devedesetih godina prošlog vijeka eksperimenti su sugerisali da određeni fotoni stižu do detektora ranije nego što bi se očekivalo, što je upućivalo na postojanje negativnog vremena prolaska.

Međutim, dio naučne zajednice smatrao je da za to postoje jednostavnija objašnjenja.

Naučnici „pitali“ atome

Kako bi provjerili da li je fenomen stvaran, istraživači su primijenili drugačiji pristup.

Umjesto da mjere kada foton stiže do detektora, posmatrali su stanje samih atoma kroz koje je prolazio.

Kada atom apsorbuje foton, prelazi u takozvano pobuđeno stanje. Mjerenjem trajanja tog stanja moguće je odrediti koliko dugo je energija fotona bila pohranjena u atomu.

Istraživači su koristili dodatni snop svjetlosti koji je bilježio sitne promjene u atomima i tako omogućio svojevrsno „očitavanje uživo“ procesa koji se odvijao.

Rezultati su pokazali isto ono što su nagovještavali raniji eksperimenti.

„Dobijate isti odgovor ako pitate atome koliko dugo je foton boravio kod njih. I oni vam daju odgovor – negativno vrijeme“, rekao je Vajzman.

Milion mjerenja za jedan rezultat

Mjerenje kvantnih sistema izuzetno je komplikovano jer samo posmatranje može promijeniti njihovo ponašanje.

Zbog toga su istraživači koristili tehniku poznatu kao „slaba mjerenja“, koja minimalno utiče na sistem, ali proizvodi veliku količinu šuma u podacima.

Pojedinačna mjerenja bila su gotovo neupotrebljiva, pa je bilo potrebno prosječiti rezultate oko milion pokušaja kako bi se dobio jasan signal.

Prikupljanje podataka trajalo je približno 70 sati.

Sljedeći korak istraživanja

Naučnici sada planiraju da prouče fotone koji ne prolaze kroz oblak atoma, već se raspršuju u drugim pravcima.

Prema teorijskim predviđanjima, ti fotoni bi trebalo da nose dodatno pozitivno vrijeme koje bi uravnotežilo negativno vrijeme zabilježeno kod transmitovanih fotona.

To predviđanje do sada nikada nije eksperimentalno provjereno.

„Zanimljivo je da čak i poslije gotovo stotinu godina proučavanja interakcije svjetlosti i atoma i dalje pronalazimo stvari koje nas mogu iznenaditi“, zaključio je Vajzman.

nezavisne.com