Advertentie
Dat kwantumfysica complexe fenomenen kent, zal niemand echt verbazen. Het levert regelmatig resultaten op die onze conventionele ideeën over de wereld uitdagen, maar dit laatste is wel heel bizar. Onderzoekers hebben fotonen een vreemd gedrag zien vertonen, wat zij omschrijven als 'negatieve tijd'. Deze bijzondere ontwikkeling komt voort uit een onderzoek dat nog niet peer-reviewed is, maar desalniettemin zeer interessant.
In het experiment werden fotonen door een wolk van atomen geschoten, die gekoeld was tot net boven het absolute nulpunt. In de gevallen waarin fotonen door de wolk heen gingen zonder interactie, raakten sommige atomen toch heel kort geëxciteerd, net zoals wanneer fotonen werden geabsorbeerd en weer uitgezonden. De fotonen die werden uitgezonden, leken echter te verschijnen voordat er een interactie met de atomen had plaatsgevonden.
"Een negatieve tijdsvertraging lijkt paradoxaal, maar als je een kwantumklok zou bouwen om te meten hoeveel tijd atomen in de geëxciteerde toestand doorbrengen, zou de klokwijzer onder bepaalde omstandigheden de andere kant opdraaien, in plaats van vooruit," aldus Josiah Sinclair van de Universiteit van Toronto, die zijn bevindingen deelde met Scientific American. Sinclair’s eerdere werk fungeerde als de basis voor deze studie.
De vraag is nu: wat gebeurt er werkelijk? Wanneer fotonen door een medium zoals de wolk van atomen bewegen, kunnen ze geabsorbeerd worden, waardoor een atoom naar een hoger energieniveau springt. De atomen vallen dan terug naar hun oorspronkelijke staat, waardoor de fotonen weer worden uitgezonden, wat zich doorgaans manifesteert als een soort lichtvertraging wanneer de fotonen door de atomen bewegen. De onderzoekers waren echter verbaasd dat er geen duidelijke consensus was over wat precies de oorzaak is van dit fenomeen.
Het vermoeden is, op basis van de tests, is dat een kwantumeffect zoals superpositie een rol speelt. Superpositie houdt in dat een deeltje zich in meerdere toestanden tegelijk kan bevinden. Vanuit het perspectief van de waarnemer kan een foton dus zowel positieve als negatieve tijdwaarden hebben wanneer het door de atomenwolk beweegt.
Hoewel dit onze kijk op tijd niet fundamenteel verandert, is het toch opmerkelijk dat dingen op kwantumniveau anders functioneren dan in onze alledaagse realiteit. Nog een leuk kwantumweetje: onderzoekers hebben een ingenieuze detector ontwikkeld die mogelijk graviton-deeltjes kan detecteren. Dit zijn de hypothetische deeltjes waarvan men denkt dat ze de kwantumkracht van zwaartekracht vertegenwoordigen. Als dit lukt, kunnen enkele van de grootste mysteries van het universum worden ontrafeld.