Khoa học tìm ra "thời gian âm" trong thí nghiệm kỳ lạ

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Toronto (Canada) vừa công bố một khám phá thú vị trong lĩnh vực vật lý lượng tử. Họ đã chứng minh rằng photon, hay các hạt sóng ánh sáng, có thể thoát ra khỏi vật liệu trước khi đi vào vật liệu đó.

Điều này có nghĩa là photon có thể trải qua một khoảng “thời gian âm” khi di chuyển qua các đám mây nguyên tử của một số vật liệu nhất định.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một thiết bị để bắn các hạt photon qua một đám mây nguyên tử rubidium cực lạnh và đo mức độ kích thích nguyên tử thu được.

Kết quả thí nghiệm cho thấy đôi khi các photon đi qua đám mây nguyên tử mà không bị tổn hại, nhưng các nguyên tử rubidium vẫn có dấu hiệu bị tương tác, với khoảng thời gian tương đương khi chúng hấp thụ các photon.

Điều kỳ lạ là khi các photon bị hấp thụ, chúng dường như được phát xạ trở lại gần như ngay lập tức, trước khi các nguyên tử rubidium trở về trạng thái cơ bản.

Quá trình này kết thúc trước khi sự kích thích nguyên tử chấm dứt, tạo ra một giá trị âm.

Về mặt lý thuyết, các photon không truyền đạt bất kỳ thông tin nào, do đó kết quả không mâu thuẫn với giới hạn tốc độ do thuyết tương đối hẹp của Einstein đặt ra, rằng không gì có thể di chuyển nhanh hơn ánh sáng.

“Nếu bạn chế tạo một chiếc đồng hồ lượng tử để đo thời gian các nguyên tử ở trạng thái kích thích, thì trong trường hợp này, kim đồng hồ sẽ di chuyển ngược lại thay vì tiến về phía trước”, TS Josiah Sinclair, trưởng nhóm nghiên cứu, giải thích.

Mặc dù hiện tượng này có vẻ bất thường, nhưng nó không ảnh hưởng đến sự hiểu biết của chúng ta về thời gian.

Nghiên cứu này một lần nữa chứng minh rằng thế giới lượng tử vẫn còn nhiều điều bất ngờ.

“Kết quả đặt ra những câu hỏi thú vị về lịch sử của các photon khi chúng di chuyển qua môi trường hấp thụ, và thậm chí có thể tái định nghĩa về độ trễ trong quang học”, TS Sinclair cho biết.