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量子实验新突破:科学家证实“负时间”存在?

   时间:2024-12-24 09:13:34 来源:知新了了作者:知新了了编辑:快讯团队 发表评论无障碍通道

多伦多大学的一项最新研究正在科学界掀起波澜,该研究声称已经证明了“负时间”不仅是一个理论假设,而是真实存在于物理世界中的现象。

长久以来,科学家们一直认为光在进入物质之前偶尔会在其外部显现,这种现象被视为波被物质扭曲所引发的错觉。然而,多伦多大学的研究团队通过一项创新的量子实验,提出了不同的看法。

尽管这项研究尚未在同行评议的期刊上发表,但它已经引起了全球的广泛关注和质疑。研究团队强调,他们的发现揭示了量子力学的一个奇特特性,而非对时间理解的根本性改变。

多伦多大学实验量子物理学教授埃弗莱姆·斯坦伯格表示,他们一直在努力澄清这一复杂问题,但即使与其他物理学家讨论时,也经常遭遇误解。斯坦伯格为使用“负时间”这一听起来像是科幻概念的术语辩护,认为它有助于引发对量子物理学奥秘的深入讨论。

这项研究的起点是团队对光与物质相互作用的探索。当光子穿过原子时,一部分会被原子吸收并重新发射,这种相互作用会使原子暂时处于更高的能量状态。在丹妮拉·安哥拉领导的研究中,研究小组开始测量这些原子处于激发态的时间,结果却发现了令人困惑的现象:这个时间是负数。

为了更直观地理解这一概念,可以想象汽车进入隧道的场景。物理学家意识到,虽然大量汽车的平均进入时间可以计算得出,但首批汽车可能会比平均时间更早进入。同样,在多伦多大学的实验中,研究小组发现某些原子在重新发射光子之前,已经处于激发态的时间比预期更早,即出现了负数时间。

实验过程在充满电线和铝包裹设备的地下室实验室中进行了两年多的优化。研究人员仔细校准了激光,以避免任何可能扭曲结果的因素。斯坦伯格和安哥拉强调,他们的研究并不涉及时间旅行,而是揭示了量子力学中粒子运动的模糊性和概率性。

在量子力学中,粒子如光子并不遵循严格的规则,而是以概率的方式运动。因此,光与物质的相互作用并不遵循固定的吸收和再发射时间线,而是在一个可能的持续时间范围内发生。这些相互作用中,一些现象与日常直觉不符,从而导致了负数时间的出现。

研究团队指出,他们的发现并不违反爱因斯坦的狭义相对论。这些光子并不携带任何信息,因此避开了任何宇宙速度限制。然而,这一发现仍然在科学界引发了广泛争议。

德国理论物理学家萨宾·霍森菲尔德在一段浏览量超过25万的YouTube视频中批评了这项工作,认为实验中的负数时间与时间的流逝无关,而只是描述光子在介质中传播和相位移动的一种方式。安哥拉和斯坦伯格则反驳说,他们的研究填补了理解光为何并不总是以恒定速度传播的关键空白。

斯坦伯格承认,围绕他们论文的挑衅性标题存在争议,但指出没有严肃的科学家对实验结果本身提出质疑。他表示,尽管目前实际应用仍然难以捉摸,但这些发现为探索量子现象开辟了新的途径。

 
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