زمان منفی؛ حقیقتی علمی یا توهمی کوانتومی؟ - املاک کانادا

در این تحقیق، دانشمندان با استفاده از آزمایش های دقیق و پیچیده کوانتومی، نشان داده اند که بعضی ذرات نور (فوتون ها - Photons) می توانند به شکلی رفتار نمایند که گویی پیش از ورود به یک ماده، آن را ترک نموده اند. چنین رفتاری، نه تنها فکر دانشمندان را به چالش کشیده بلکه مرزهای درک ما از زمان را بازتعریف نموده است.

آزمایش های کوانتومی؛ سفر به مرزهای ناشناخته علم

پژوهشگران تورنتو با بهره گیری از لیزرهای پیشرفته و تجهیزات حساس، به مطالعه تعامل فوتون ها با اتم ها پرداخته اند. در این آزمایش ها، فوتون ها هنگام عبور از مواد، به وسیله اتم ها جذب شده و سپس دوباره تابش می شوند. این فرآیند باعث می گردد اتم ها به شرایط انرژی بالاتر یا همان برانگیخته - Excited وارد شوند.

سؤال کلیدی پژوهش این بود که این حالت برانگیخته چقدر دوام دارد؟ پاسخ آن ها حیرت آور بود: زمانی کمتر از صفر یا همان زمان منفی.

زمان منفی چگونه قابل درک است؟

برای شرح ساده این مفهوم، می توان از مثالی آشنا استفاده کرد. فرض کنید گروهی از خودروها وارد یک تونل می شوند. زمان ورود میانه آن ها ممکن است ساعت 12 ظهر باشد. با این حال، بعضی خودروها ظاهراً زودتر از زمان ورود، از تونل خارج می شوند؛ مثلاً 11:59 صبح.

در گذشته، چنین نتایجی به عنوان خطاهای میزان گیری تلقی می شدند، اما پژوهش های تازه نشان داده اند که این پدیده ها می توانند بخشی از رفتار طبیعی سیستم های کوانتومی باشند.

نقض قوانین فیزیک یا مکملی بر آن ها؟

یکی از دغدغه های اصلی پس از این کشف، امکان نقض قوانین شناخته شده فیزیک، به ویژه نظریه نسبیت خاص اینشتین، بود. طبق این نظریه، هیچ چیز نمی تواند سریع تر از نور حرکت کند.

با این حال، دانشمندان تأکید نموده اند که نتایج این پژوهش به هیچ وجه نشان دهنده حرکت به عقب در زمان یا نقض محدودیت های فیزیکی نیست. آن ها شرح می دهند که این رفتار فوتون ها ناشی از ماهیت احتمالی و مبهم - Probabilistic مکانیک کوانتومی است که با درک شهودی ما از زمان و فضا تفاوت دارد.

به عبارت دیگر، در این آزمایش ها اطلاعاتی جابه جا نمی شوند و فوتون ها نیز قوانین سرعت نور را نقض نمی نمایند. این نتایج، تنها انعکاسی از پیچیدگی ها و ویژگی های منحصر به فرد دنیای کوانتوم هستند.

واکنش های علمی؛ تحسین یا تردید؟

این کشف بحث برانگیز واکنش های متفاوتی را در میان فیزیکدانان در پی داشته است. سابین هوسنفلدر، فیزیکدان نظری آلمانی، در نقدی اعلام نموده که این مفهوم صرفاً توصیفی ریاضی از جابه جایی فازهای فوتون هاست و به معنی تغییر واقعی زمان نیست.

با این حال، استاینبرگ و آنگولو، سرپرستان این پژوهش، بر اهمیت یافته های خود تأکید دارند. آن ها معتقدند این پژوهش شکاف های موجود در درک ما از رفتار نور در محیط های مختلف را پر می نماید و به پرسش های بنیادین در خصوص زمان پاسخ می دهد.

کاربردهای احتمالی؛ از نظریه تا عمل

در حالی که این پژوهش هنوز به کاربرد عملی خاصی دست نیافته، محققان امیدوارند که آنالیز بیشتر این پدیده بتواند به پیشرفت در حوزه هایی مانند فناوری های کوانتومی، ارتباطات نوری و محاسبات کوانتومی منجر گردد.

استاینبرگ می گوید: این یافته ها هنوز مسیر مشخصی به سوی کاربردهای عملی ندارند، اما پنجره ای نو به سمت کشف پدیده های ناشناخته باز نموده اند.

آینده پژوهش های کوانتومی؛ گامی به سوی ناشناخته ها

اگرچه کشف زمان منفی هنوز به تمامی جنبه های خود پاسخ نداده است، اما این مطالعه توجه جامعه علمی را به آنالیز عمیق تر زمان و ساختار آن جلب نموده است. با پیشرفت فناوری و ابزارهای دقیق تر، شاید به زودی بتوانیم به سوالات پیچیده تری درباره زمان، فضا و ماهیت دنیا پاسخ دهیم.

© Agence France-Presse