حقیقت علمی یا توهم کوانتومی؟ / زمان منفی چیست؟

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، در این تحقیق، دانشمندان با استفاده از آزمایش‌های دقیق و پیچیده کوانتومی، نشان داده‌اند که برخی ذرات نور (فوتون‌ها – Photons) می‌توانند به شکلی رفتار کنند که گویی پیش از ورود به یک ماده، آن را ترک کرده‌اند. چنین رفتاری، نه تنها ذهن دانشمندان را به چالش کشیده بلکه مرز‌های درک ما از زمان را بازتعریف کرده است.

به نقل از یک‌پزشک، پژوهشگران تورنتو با بهره‌گیری از لیزر‌های پیشرفته و تجهیزات حساس، به مطالعه تعامل فوتون‌ها با اتم‌ها پرداخته‌اند. در این آزمایش‌ها، فوتون‌ها هنگام عبور از مواد، توسط اتم‌ها جذب شده و سپس دوباره تابش می‌شوند. این فرآیند باعث می‌شود اتم‌ها به وضعیت انرژی بالاتر یا همان «برانگیخته – Excited» وارد شوند.

سؤال کلیدی پژوهش این بود که این حالت برانگیخته چقدر دوام دارد؟ پاسخ آنها حیرت‌آور بود: زمانی کمتر از صفر یا همان «زمان منفی».

زمان منفی چگونه قابل درک است؟

برای توضیح ساده این مفهوم، می‌توان از مثالی آشنا استفاده کرد. فرض کنید گروهی از خودرو‌ها وارد یک تونل می‌شوند. زمان ورود متوسط آنها ممکن است ساعت ۱۲ ظهر باشد. با این حال، برخی خودرو‌ها ظاهراً زودتر از زمان ورود، از تونل خارج می‌شوند؛ مثلاً ۱۱:۵۹ صبح.

در گذشته، چنین نتایجی به عنوان خطا‌های اندازه‌گیری تلقی می‌شدند، اما پژوهش‌های جدید نشان داده‌اند که این پدیده‌ها می‌توانند بخشی از رفتار طبیعی سیستم‌های کوانتومی باشند. یکی از دغدغه‌های اصلی پس از این کشف، امکان نقض قوانین شناخته‌شده فیزیک، به‌ویژه نظریه نسبیت خاص اینشتین، بود. طبق این نظریه، هیچ‌چیز نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند.

با این حال، دانشمندان تأکید کرده‌اند که نتایج این پژوهش به‌هیچ‌وجه نشان‌دهنده حرکت به عقب در زمان یا نقض محدودیت‌های فیزیکی نیست. آنها توضیح می‌دهند که این رفتار فوتون‌ها 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 آزمایش‌ها اطلاعاتی جابه‌جا نمی‌شوند و فوتون‌ها نیز قوانین سرعت نور را نقض نمی‌کنند. این نتایج، تنها انعکاسی از پیچیدگی‌ها و ویژگی‌های منحصر به فرد دنیای کوانتوم هستند.

واکنش‌های علمی؛ تحسین یا تردید؟

این کشف بحث‌برانگیز واکنش‌های متفاوتی را در میان فیزیکدانان به دنبال داشته است. سابین هوسنفلدر، فیزیکدان نظری آلمانی، در نقدی اعلام کرده که این مفهوم صرفاً توصیفی ریاضی از جابه‌جایی فاز‌های فوتون‌هاست و به معنی تغییر واقعی زمان نیست.

با این حال، استاینبرگ و آنگولو، سرپرستان این پژوهش، بر اهمیت یافته‌های خود تأکید دارند. آنها معتقدند این پژوهش شکاف‌های موجود در درک ما از رفتار نور در محیط‌های مختلف را پر می‌کند و به پرسش‌های بنیادین در مورد زمان پاسخ می‌دهد.

در حالی که این پژوهش هنوز به کاربرد عملی خاصی دست نیافته، محققان امیدوارند که بررسی بیشتر این پدیده بتواند به پیشرفت در حوزه‌هایی مانند فناوری‌های کوانتومی، ارتباطات نوری و محاسبات کوانتومی منجر شود. استاینبرگ می‌گوید: این یافته‌ها هنوز مسیر مشخصی به‌سوی کاربرد‌های عملی ندارند، اما پنجره‌ای نو به سمت کشف پدیده‌های ناشناخته باز کرده‌اند.

اگرچه کشف «زمان منفی» هنوز به تمامی جنبه‌های خود پاسخ نداده است، اما این مطالعه توجه جامعه علمی را به بررسی عمیق‌تر زمان و ساختار آن جلب کرده است. با پیشرفت فناوری و ابزار‌های دقیق‌تر، شاید به‌زودی بتوانیم به سوالات پیچیده‌تری درباره زمان، فضا و ماهیت جهان پاسخ دهیم.