Kuantum Fizikçileri 'Negatif Zaman'ın Kanıtını Buldu

Şimdi ise Toronto Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, yenilikçi kuantum deneyleri aracılığıyla “negatif zamanın” sadece teorik bir fikir olmadığını, daha yakından incelenmeyi hak eden somut, fiziksel bir anlamda var olduğunu gösterdiklerini söylüyorlar.

Henüz hakemli bir dergide yayınlanmamış olan bulgular hem küresel çapta ilgi çekti hem de şüpheyle karşılandı.

Araştırmacılar, bu şaşırtıcı sonuçların zaman anlayışımızda radikal bir değişimden ziyade kuantum mekaniğinin kendine özgü bir tuhaflığını vurguladığını vurguluyorlar.

“Bu bizim için bile diğer fizikçilerle konuşması zor bir konu. Her zaman yanlış anlaşılıyoruz,” diyor Toronto Üniversitesi'nde deneysel kuantum fiziği alanında uzmanlaşmış bir profesör olan Aephraim Steinberg.

“Negatif zaman” terimi kulağa bilim kurgudan alınmış bir kavram gibi gelse de Steinberg, kuantum fiziğinin gizemleri hakkında daha derin tartışmalara yol açacağını umarak bu terimin kullanımını savunuyor.

 

Lazer Deneyleri

Ekip yıllar önce ışık ve madde arasındaki etkileşimleri araştırmaya başladı.

Işık parçacıkları ya da fotonlar atomların içinden geçerken, bazıları atomlar tarafından emilir ve daha sonra tekrar yayılır. Bu etkileşim atomları değiştirerek, normale dönmeden önce onları geçici olarak daha yüksek enerjili veya “uyarılmış” bir duruma sokar.

Daniela Angulo liderliğindeki araştırmada ekip, bu atomların uyarılmış hallerinde ne kadar süre kaldıklarını ölçmek için yola çıktı. Steinberg, “Bu sürenin negatif olduğu ortaya çıktı,” diye açıkladı - yani sıfırdan daha az bir süre.

Bu kavramı görselleştirmek için arabaların bir tünele girdiğini düşünün: deneyden önce fizikçiler, bin arabanın ortalama giriş zamanı örneğin öğlen olsa da, ilk arabaların biraz daha erken, örneğin 11:59'da çıkabileceğini fark etmişlerdi. Bu sonuç daha önce anlamsız olduğu gerekçesiyle reddedilmişti.

Angulo ve meslektaşlarının gösterdiği şey, ilk birkaç araba çıktıktan sonra tüneldeki karbon monoksit seviyelerini ölçmeye ve okumaların önünde eksi işareti olduğunu bulmaya benziyordu.

 

Görelilik Sağlam

Kablolar ve alüminyum sargılı cihazlarla dolu darmadağın bir bodrum laboratuvarında yürütülen deneylerin optimize edilmesi iki yıldan fazla sürdü. Sonuçların bozulmasını önlemek için kullanılan lazerlerin dikkatle kalibre edilmesi gerekiyordu.

Steinberg ve Angulo yine de açıklığa kavuşturmakta gecikmediler: hiç kimse zamanda yolculuğun bir olasılık olduğunu iddia etmiyor. Steinberg, “Hiçbir şeyin zamanda geriye doğru gittiğini söylemek istemiyoruz,” dedi. “Bu yanlış bir yorumlama olur.”

Açıklama, foton gibi parçacıkların katı kurallara uymak yerine bulanık, olasılıksal şekillerde davrandığı kuantum mekaniğinde yatıyor.

Emilim ve yeniden emisyon için sabit bir zaman çizelgesine bağlı kalmak yerine, bu etkileşimler, bazıları günlük sezgilere meydan okuyan bir dizi olası süre boyunca gerçekleşir.

Araştırmacılar, bu durumun Einstein'ın hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı hareket edemeyeceğini söyleyen özel görelilik teorisini ihlal etmediğini söylüyor. Bu fotonlar kozmik hız sınırlarını aşarak hiçbir bilgi taşımıyordu.

 

Ayrıştırıcı Bir Keşif

“Negatif zaman” kavramı, özellikle bilim camiasının önde gelen isimlerinden hem hayranlık hem de şüpheyle karşılandı.

Alman teorik fizikçi Sabine Hossenfelder, 250.000'den fazla kişi tarafından izlenen bir YouTube videosunda çalışmayı eleştirerek, “Bu deneydeki negatif zamanın zamanın geçişiyle hiçbir ilgisi yoktur- bu sadece fotonların bir ortamda nasıl hareket ettiğini ve fazlarının nasıl değiştiğini tanımlamanın bir yoludur” dedi.

Angulo ve Steinberg, araştırmalarının ışığın neden her zaman sabit bir hızda hareket etmediğini anlamadaki önemli boşlukları giderdiğini savunarak geri adım attı

Steinberg, makalelerinin kışkırtıcı başlığını çevreleyen tartışmaları kabul etti, ancak hiçbir ciddi bilim adamının deneysel sonuçlara meydan okumadığına dikkat çekti.

“Sonuçları tanımlamak için verimli bir yol olduğunu düşündüğümüz şey hakkında seçimimizi yaptık” diyen Steinberg, pratik uygulamalar zor olsa da bulguların kuantum fenomenlerini keşfetmek için yeni yollar açtığını sözlerine ekledi.

“Dürüst olacağım, şu anda baktığımız şeyden uygulamalara doğru bir yolum yok” diye itiraf etti. “Bu konuda düşünmeye devam edeceğiz, ancak insanların umutlanmasını istemiyorum.”

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.