Эксперимент проводился с облаком атомов рубидия, находящихся в состоянии резонанса с фотонами. Когда частица света проходит через такое облако, ее энергия может временно передаваться атомам, после чего фотон переизлучается. Однако при определенных условиях физики обнаружили парадоксальный эффект: исходя из времени входа и выхода, фотон как будто покидал облако раньше, чем входил в него.
«Как рассказывает Гомер, Одиссей совершил эпическое путешествие, вопреки всем трудностям, из Трои в свой дом на Итаке. Он посетил множество земель, но большую часть времени жил с нимфой Калипсо на ее острове. Можно предположить, что его жена, Пенелопа, спросила бы его об этом периоде. Одиссей мог бы ответить: «Это было пустяком. На самом деле, даже меньше, чем пустяком. Минус пять лет я жил с Калипсо. Как иначе я мог вернуться домой всего через десять лет? Если не веришь мне, спроси ее». Как оказалось, квантовые частицы так же хитры, как Одиссей, что мы показали в эксперименте, описанном в журнале Physical Review Letters», – иронично отмечают авторы работы.
Чтобы проверить, не является ли этот эффект просто математическим артефактом, ученые применили метод «слабых измерений». Они направляли через облако слабый лазерный луч и фиксировали микроскопические изменения фазы света, что позволяло косвенно определить, находится ли энергия фотона в атомах. Миллионы таких опытов показали: среднее время пребывания фотона в облаке действительно оказалось отрицательным.
«Это не означает, что мы стоим на пороге создания машины времени. Наш эксперимент полностью укладывается в рамки стандартной квантовой физики, но он наглядно демонстрирует, что отрицательное время – не просто теоретическая абстракция, а измеримый физический эффект», – подчеркивают исследователи.
Их работа не только подтверждает реальность этого парадокса, но и открывает новые горизонты для изучения взаимодействия света и вещества на квантовом уровне.
