物理学家在奇异的量子实验中测量了“负时间”

量子物理学家发现了一种奇怪的现象,即光子在从物质云中出现之前似乎花费了“负”时间与原子相互作用。正如荷马告诉我们的那样,奥德修斯克服重重困难,从特洛伊回到了伊萨卡岛的家乡,进行了一次史诗般的旅程。他访问过许多国家,但大多居住在 [...]

来源:SciTech日报

量子物理学家发现了一种奇怪的现象,即光子在从物质云中出现之前似乎花费了“负”时间与原子相互作用。

正如荷马告诉我们的那样,奥德修斯克服重重困难,从特洛伊回到了伊萨卡岛的家乡,进行了一次史诗般的旅程。他访问过很多地方,但大部分时间都与仙女卡吕普索住在她的岛上。

我们可以想象他的妻子佩内洛普会问他那个特定的时间。奥德修斯可能会回答:“没什么。事实上,这比什么都小。我和卡吕普索住了五年。否则我怎么可能在短短十年后回到家呢?如果你不相信我,你可以问她。”

事实证明,量子粒子就像奥德修斯一样狡猾,正如我们在《物理评论快报》上发表的一项实验所表明的那样。它们的到达时间不仅可以表明它们与其他粒子一起居住了负数的时间,而且如果有人问这些其他粒子,它们会证实这个故事。

光子如何穿过原子云

我们的实验使用了光子(光的量子粒子)以及它们必须经历的逆境旅程才能直接穿过铷原子云。

这些原子与光子发生“共振”,这意味着光子的能量可以作为原子激发暂时转移到原子上。这使得光子在被释放之前可以在原子云中“停留”一段时间。

为了使这种共振有效,光子必须具有明确的能量,与将铷原子置于激发态所需的能量相匹配。

但是,根据海森堡著名的测不准原理的一种形式,如果光子的能量被明确定义,那么它的时间一定是不确定的:光子占据的光脉冲必须有很长的持续时间。这意味着我们无法确切知道光子何时进入云,但我们可以平均知道它何时进入。

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