Vědci dobře vědí, že s atomy rubidia si užijí spoustu legrace. Mají vhodné fyzikální a chemické vlastnosti, a také jsou relativně snadno dostupné. Howard Wiseman z australské Griffith University a jeho kolegové měli oblak těchto atomů a posílali do něj fotony.
Když tohle někdo udělá, nejpravděpodobnější scénář je, že se energie fotonu předá atomům rubida a poté se znovu vyzáří jako foton letící náhodným směrem. Jinými slovy, dojde k rozptylu. Ta pravá zábava ovšem začíná, když nějaký foton projde přímo skrz oblak atomů.
Na základě průměrného času vstupu do oblaku lze spočítat očekávaný průměrný čas, kdy by měl foton dorazit na druhou stranu, za předpokladu, že se, jak je u fotonů zvykem, pohybuje rychlostí světla. Pokud někdo takový experiment udělá, zjistí, že foton, co proletěl přímo oblakem atomů dorazí mnohem dřív, než by měl. Natolik brzo, že to vypadá, jako by foton uvnitř oblaku strávil (průměrně) záporný čas. Jako by vyletěl dřív dříve, než do něj vletěl.
O tomhle se ví už desítky let. Poprvé to vědci pozorovali v experimentu z roku 1993. Většinou to ale nepovažují za skutečný „záporný čas.“ Je to možné vysvětlit i jinak, například tím, že skrz oblak atomů rubidia projde pouze samotné čelo dlouhého světelného pulzu, zatímco zbytek se rozptýlí.
Wiseman se domluvil s jedním z vědců, kteří provedli zmíněný experiment v roce 1993, Aephraimem Steinbergem, že se zeptají samotných atomů rubidia, jak to vlastně je. Znamená to průběžně měřit stav atomů během průchodu fotonu a zjišťovat, zda se v nich jeho energie právě nachází. Má to ale háček: měření v kvantové fyzice je jako kopanec, který naruší měřený systém.
Badatelé namísto toho prováděli velmi nepřesná (ale pečlivě kalibrovaná) měření. To je cena za minimální narušení systému. Jednotlivá taková měření poskytnou jen velmi hrubou informaci o tom, co se dělo s fotony v oblaku atomů. Když se ale zprůměrují miliony takových měření, je to jiná káva.
##seznam_reklama##
Překvapivě se ukázalo, že průměr těchto „slabých“ měření přesně odpovídá zápornému času odvozenému z průměrného času příchodu fotonů do oblaku atomů. Nikdo nepředpokládal, že by tyto dvě hodnoty, získané odlišnými metodami, mohly být shodné. Takže, máme tu zápornou dobu pobytu fotonu v oblaku atomů rubidia. Na stroj času to prý není a lze to vysvětlit standardní fyzikou, ale takový paradox stejně potěší na duši.
Video: Howard Wiseman - Can a qubit be your friend?
Video: Howard Wiseman: Weak values, Bohmian mechanics, and Many Worlds (EmQM13)
Literatura