Podle vědců z Torontské univerzity se ukázalo, že „záporný čas“, který byl dříve považován za iluzi, je díky kvantové mechanice měřitelný. Tento objev zpochybňuje předchozí předpoklady a vyvolává pikantní zvědavost i skepsi ohledně otázky, co je kvantová realita.
Po desetiletí byl „negativní čas“ považován za podivný koncept, o němž se mělo za to, že je způsoben zkreslením způsobu, jakým světelné vlny interagují s materiály. Nejnovější experimenty však působí jako zásadní výzva těmto představám, jak je provedli Aephraim Steinberg a Daniela Angulo ve výzkumu, který popisují v preprintu na arXiv a který se zaměřuje na to, jak fotony interagují s atomy.
Měří dobu, po kterou atomy absorbují a následně vyzařují světlo, čímž je dočasně „excitují“. Překvapivě se ukázalo, že některé z těchto časů jsou kratší než nula. Steinberg vysvětlil, že výsledky neumožňují cestování v čase ani porušení fyzikálních zákonů, jak jsou běžně chápány.
Místo toho ukázal, jak kvantová mechanika neustále odporuje každodenní intuici. „Je to velká věc, dokonce i pro nás, když o tom mluvíme s jinými fyziky,“ přiznal. Termín „negativní čas“ se stal prubířským kamenem, podle kterého lze poměřovat neobvyklost jejich pozorování a vyvolávat smysluplné debaty o složitostech kvantových jevů.
Kvantová záhada
Tyto testy probíhaly v jakési sklepní laboratoři plné laserů, zrcadel a drátů a byly zaměřeny na pečlivé měření chování fotonů. Při průchodu fotonů materiálem dochází k jejich absorpci a emisi a k okamžité změně stavu příslušných atomů.
Analýzou doby trvání interakce zachytil Angulův tým intervaly, které byly mimo rámec toho, co by se dalo očekávat. Jako by fotony opustily materiál dříve, než do něj zcela vstoupily. Rozpor je na hony vzdálen porušení zásad obrazového času pro speciální teorii relativity – prostě neexistuje nic, co by se pohybovalo rychleji než světlo vpřed.
Ilustruje tedy pravděpodobnostní charakteristiky kvantové mechaniky, díky nimž se čas chová spíše jako libovolná skupina výsledků. Studie zdůrazňují, jak přirozeně jsou částice, jako jsou fotony, rozmazané, definují více stavů – téměř současně – a vytvářejí tak scénáře odporující lineárním časovým liniím.
Někteří vědci jsou dodnes skeptičtí, ale skupina z Torontské univerzity ujišťuje, že „naše data jsou solidní“, jak tvrdí Steinberg. „Nesnažíme se přepisovat fyziku. Ve skutečnosti poukazujeme na podivnosti kvantových měření a jejich odchylky od klasických očekávání,“ dodal.
Odborné debaty v plném proudu
Ve vědeckém světě již vyvolala vášnivé diskuse. Významná fyzička Sabine Hossenfelderová odmítla terminologii záporného času jako zavádějící a označila jej za pouhý fázový posun na dráze fotonu, nikoliv za vlastnost času.
Tato kritika, značí velkou rozpolcenost tohoto konceptu. Steinberg a Angulo se však za ni nechtěli nijak omlouvat. Tvrdili, že interpretačně prázdná vysvětlení neodrážejí skutečné rozmanité možnosti jejich pozorování, které mohou nabídnout nová okna do kvantového chování.
Připouštějí, že prozatím nemají na mysli „velkou technologii“, ale zaplňují díry v našem chápání interakce světla a hmoty – což otevírá cestu i do dalších oborů, jako je kvantová výpočetní technika a telekomunikace.
„Při oznamování výsledků jsme si zvolili správná slova. Data mluví sama za sebe a my jsme připraveni zpřesnit naše interpretace, jakmile se lépe naladíme na to, co se děje,“ řekl Steinberg.
Termín „negativní čas“ přinesl zpochybnění vnímání konvenčního myšlení a vyzývá k dalšímu zkoumání. Ačkoli se zdá, že praktické aplikace jsou ještě daleko, experimenty poskytnou další vhled do kvantových jevů. Toto zjištění ukazuje, jak kvantová fyzika může zdánlivě jít proti zdravému rozumu a jak neotřelá věda je ochotna při zkoumání riskovat.