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彼らは「負の時間」で動く光子を観察します

«誰も私に尋ねると、私は何時かを知っています。しかし、もし私がそれを誰かに説明しなければならなかったなら、私はそれをする方法を知りません。聖アウグスティヌスからのこのフレーズは、確かに、人間が互いに向き合う方法を最もよく定義するものの1つです ... 時間、その不変の方向、 常に過去から未来まで私たちの存在は、誕生から死へと支配します。 私たちの外部の何か、連続的な流れは、私たちを引きずり込む一種の川のような連続的な流れ、または私たちの脳の単純な楽器のように、秩序と現実を理解するのですか？そして、それが外部の場合、それは継続的ですか、それとも慎重ですか？つまり、それは途切れることなく流れますか、それとも物質のように、時間の小さな「原子」に分けることができますか？ 物理学者の努力にもかかわらず、 質問が蓄積されます。それだけでなく、増加します。時間は、事実上、新しい戸惑う課題を受けました。そして、理論的および実験的な物理学者の国際的な協力は、これまでサイエンスフィクションのように思われる何かを確認したばかりです。光粒子、光子は、被験者の原子スケールと相互作用しながら「負の量」を経験することができます。 タイム旅行ではありません いいえ、私たちは過去に旅行することを可能にする待望の発見に直面していません。それはそれについてではありません。実際、研究者自身は、そのタイプの適用を否定するために急いでいます。しかし、最近公開された発見 「APL Quantum」「持続時間」の基本的な概念と、Quantum Universeがそのti病なコンポーネントの存在を測定するために使用する奇妙なルールを再考することを強制します。それは本質的に、常識の最も未開の境界線を見ることです。 この新しいパラドックスの起源 Aephraim Steinbergの指揮の下、カナダのトロント大学の物理学者によって実施された実験が2022年にさかのぼります。彼の最初の結果は、すでにそれ自体が深く「直感に反する」ものでした。当時、実際には、スタインバーグチームは、原子の雲を通して個々の光子を送りました。研究者は、光子が雲の「内側」を通過する時間、特に原子の電子を「励起」する期間を測定することに焦点を合わせました。その結果、すでに驚くべきことに、原子を興奮させることができた光子は、その興奮の状態で、まったく相互作用せずに雲を通り抜けた光子であるという興奮の状態で同様の時間を費やしているように見えたということでした。 全体の矛盾。それを説明し、理論的な枠組みを与えることができるために、スタインバーグとそのチームは、米国のマサチューセッツ研究所（MIT）、オーストラリアのグリフィス大学、インド教育科学研究所の他の研究者（MIT）の研究者に力を合わせます。課題は以下ではありませんでした。本質的にとらえどころのない確率論的な粒子の永続性を定量化する方法は？ 彼らが開発した概念的なフレームワークは、微妙な手法、つまり「弱いプローブ」の使用に基づいています。原子の雲は、車（光子）が高速で循環する密な高速道路であると想像してください。そして、古典的な交通制御（車を停止または分散させる）の代わりに、クラウド内のどこでも原子興奮の存在を継続的に監視する超高敏な監視システムが使用されています。この弱いプローブ信号を時間の経過とともに統合する際に、科学者は環境を離れる前に原子興奮の状態に光子が存在する平均時間測定を取得します。 数字を分析した後、研究者はそれらを驚かせることさえあると予測しました。平均励起時間は負になる可能性があります。そして、彼らはまた、この励起時間は、すでに知られている別の時間であるSO -CALLEDの「グループ遅延」と同じであるべきであることを発見しました。 2つの「不可能」 グリフィス大学の理論家チームのディレクターであるハワード・ワイズマンは、これらを2回区別することが重要であると主張しています。 「負のグループ遅延」は、実際には、比較的単純で直感的な方法で説明できます。光子パルスの前面は、パルスピーク（エネルギーの大部分）が入力が終了する前に原子の雲を離れるため、ほとんどの光子が分散するためにピークが発生することはありません。 2番目の概念、そして本当に気がかりなのは、「負の励起時間」です。 SteinbergとWisemanの理論的枠組みは、パルスの速度を測定するのではなく、光子が送信されたリアルタイム（雲を横切り、検出された）が原子興奮の状態で通過します。言い換えれば、それは相互作用の持続時間の測定です。そして、私たちが見たように、理論はそれを予測します この期間はマイナスになる可能性があります。 しかし、それはどういう意味ですか？この現象は、相互作用が単にゼロに続くプロセスではなく、ポスト選択（通過光子のみを選択する）として知られる量子測定がゼロ未満になることを示唆しています。それはまるで粒子が検出されたという単なる事実が、総計の「差し引く」時間を「差し引いた」かのようです。ワイズマンは鍵を指しています。原子を興奮させる光子はランダムに散らばって失われ、間違っているという伝統的な仮定です。前方に分散した光子（逸脱しているが、検出器に移動し続ける人）は、この平均測定に大きく貢献しています。 実験テスト 理論を証明するために、研究者は独創的な精度実験を実施しました。したがって、それらは、絶対ゼロ（-273.15度）より上で60〜70ミクロケルビンの間で冷却されたRubidio-85原子の雲に、反対方向に2つのレーザービームを送信しました。この冷却は、原子の動きを最小限に抑え、相互作用を清潔で制御できるため、重要です。 最初のビームには、原子を興奮させることができるかどうかの試験光子が含まれていました。 2番目は、前述の「弱いプローブ」として機能し、そのフェーズの小さな変化を通じて原子の興奮を検出しました。 数ヶ月の改良の後、測定が結果を示しました。送信された光子で測定された平均励起時間は、より狭いパルスの明らかに負の値から、より広いパルスの正の値までの範囲でした。したがって、負の値は、エラーや数学的アーティファクトではなく、測定可能な物理的現実でした。 パラグムの変更 「前に」とスタインバーグは説明します。 したがって、特異な発見が結合します。 「ハートマン効果」、 潜在的な障壁を通り抜ける粒子は、スーパールミン速度でそれを行うように見えます。ハートマン効果や今では否定的な興奮時間などの現象は、因果関係に違反することはありませんが、量子スケールでは、私たちが日々の理解に挑戦する確率と奇妙な相関の霧に溶け込む時間を測定する方法を示しています。 要約すると、SteinbergとWisemanの作品は、時間内に旅行するための扉を開いていませんが、光材料相互作用の基本的な性質に関する新しいパンドラボックスです。実際、この発見は、亜原子王国では、相互作用の持続時間も固定された量と正の量ではなく、特定の条件下でスケールの負の側面まで快適にスライドできる統計的平均であることを示唆しています。そして、それは間違いなく、物理学の基礎を揺るがすことができるニュースです。 #彼らは負の時間で動く光子を観察します