加拿大科学家利用量子实验观察到“负时间”（组图）

长期以来，“负时间”的概念在科学界既令人着迷，又引起怀疑，但多伦多大学研究人员最近的一项发现表明，这不仅仅是一个理论概念。

量子跃迁（Quantum Leaps）资料图像与本文无关。© AP

他们观察到光粒子在进入一种材料之前先离开了该材料，并通过量子实验证明了 “负时间”以有形的物理方式存在。

研究人员坚称，这些令人费解的结果（尚未在同行评审期刊上发表）凸显了量子力学的一个特殊怪癖，而不是我们对时间的理解发生了根本变化。

多伦多大学研究实验量子物理学的教授艾弗莱姆·斯坦伯格（Aephraim Steinberg）告诉法新社记者：这是一个困难的课题，即使我们与其他物理学家交谈时也是如此。我们一直被误解"。

虽然“负时间”一词像是从科幻小说中跳出来的，但这位专家还是为它的使用进行了辩护，并希望它能引发对量子物理学奥秘的更深入讨论，因为量子物理学在无限小的尺度上支配着世界。

持续时间小于零

科学家们早就知道，光有时似乎在进入某种物质之前就已经离开了这种物质，这种效应被认为是由于物质对波的变形而产生的一种错觉，多伦多研究小组几年前就开始探索这种相互作用。

光粒子或光子穿过原子时，有些会被吸收，然后重新被发射。这种相互作用会改变原子，使它们暂时处于更有活力或“动荡”的状态，然后再恢复正常。

在丹妮拉-安古洛（Daniela Angulo）领导的这个研究的最后阶段，研究小组测量了这种动荡状态的持续时间。这位物理学家解释说，"换句话说，持续时间小于零”。

为了将这一概念形象化，我们可以想象一下汽车进入隧道的情景：在实验之前，如果设定 1000 辆汽车的平均进入时间是中午，那么第一批汽车就有可能提前一点，即在上午 11 点 59 分离开。这个结果当时被认为是没有意义的。

但是，安古洛和他的同事们所证明的，相当于在第一批车离开后测量隧道内车辆排放的一氧化碳含量，结果发现读数是负值。

不是时光倒流

法新社说，在多伦多大学地下一间实验室里，堆着一些被铝包裹的电线和仪器，优化实验耗时两年多。使用的激光器必须经过仔细校准，以免结果失真。

不过，研究人员很快指出，没有人声称时间旅行的可能性。“斯坦伯格（Steinberg）先生强调说："我们不想说有东西在时间上倒退了。那是一种误解”。

解释在于量子力学，粒子的行为是模糊的、概率性的，而不是遵循严格的规则。

粒子的吸收和再发射不是按照固定的时间表进行的，而是在一系列可能的持续时间内发生相互作用，其中一些时间是违反直觉的。

这一发现并不违反爱因斯坦的狭义相对论，即没有什么能比光速更快。

有分歧

德国理论物理学家萨宾娜-霍森费尔德（Sabine Hossenfelder）是怀疑论者之一，她在 YouTube 上的一段视频中批评了这项工作，引来超过 25 万人观看。

她强调说：“这个实验中的负时间与时间流逝无关。它只是一种描述光子如何在介质中传播及其相位如何变化的方式"。

丹妮拉-安古洛（Daniela Angulo）和艾弗莱姆·斯坦伯格（Aephraim Steinberg）反驳说，他们的研究填补了在解释为什么光并不总是以恒定速度传播方面的重要空白。

斯坦伯格承认，他们文章的标题很有争议性，但他坚持认为，没有一位严肃的科学家对实验结果提出质疑。

他认为，这些结果为探索量子现象开辟了新途径，但实际应用还很模糊。“他说："我们会继续思考这个问题，但我不想给人们虚假的希望。