Ученые открыли тайну фотонов: как частицы света “обгоняют” время

Проще говоря, частицы успевают покинуть материал еще до того, как они в него войдут.

Выводы исследователей основаны на экспериментах по взаимодействию света и материи через эффект “атомного возбуждения”. В этом процессе электроны в атомах среды переходят на более высокие энергетические уровни при поглощении фотонов. Затем они возвращаются в исходное состояние, высвобождая энергию в виде переизлученных фотонов, что приводит к задержке времени прохождения света через среду.

В ходе экспериментов ученые стреляли фотонами через облако ультрахолодных атомов рубидия и измеряли временную задержку. Возникли две удивительные аномалии: даже когда фотоны проходили через облако атомов без поглощения, атомы все равно возбуждались.

Кроме того, при поглощении фотонов их переизлучение происходило задолго до того, как атомы возвращались в свое исходное состояние.

Исследователи объясняют этот эффект квантовыми свойствами фотонов. Состояние фотона существует в вероятностном диапазоне временных значений, из-за чего частицы могут как бы “выходить” из материала раньше, чем они в него вошли.

Физики сравнили это явление с “квантовыми часами”, которые при определенных обстоятельствах идут в обратном направлении.

Источник