Физики из Университета Торонто экспериментально подтвердили, что фотоны могут проводить в облаке атомов рубидия отрицательное время. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Когда фотон определенной частоты попадает в облако, атомы рубидия ненадолго поглощают его энергию и переходят в возбужденное состояние. Из-за квантовой неопределенности момент входа частицы известен лишь приблизительно. Сравнение этого среднего момента с фактическим временем выхода фотона с другой стороны облака иногда показывает, что он появляется раньше ожидаемого — так возникает эффект отрицательного времени пребывания. Хотя явление наблюдали еще в 1993 году, его долго считали иллюзией, связанной с рассеянием переднего края светового импульса.
Чтобы проверить реальность эффекта, ученые применили метод слабого измерения, который не разрушает квантовое состояние. Через облако пропускали дополнительный лазерный луч и по微小ным сдвигам его фазы определяли, находились ли атомы в возбуждении. Усреднение данных по миллионам повторений дало точное совпадение: отрицательное время, измеренное напрямую через атомы, соответствует времени, вычисленному по приходу фотона. Авторы подчеркивают, что результат не противоречит стандартной физике и не означает создания машины времени, но впервые доказывает измеримость этого эффекта.