В 2024 году физики из Университета Торонто зафиксировали отрицательное время в квантовом эксперименте. Фотоны вели себя так, будто выходили из материала раньше, чем входили. Это не машина времени, а странность квантового мира. Явление не нарушает причинность и не позволяет путешествовать в прошлое.
Эксперимент в Торонто
Ученые под руководством Аэфрима Стейнберга и Джозайи Синклера направили лазерный импульс через облако атомов рубидия, охлажденных до температуры чуть выше абсолютного нуля — около 0,00001 К. Облако содержало миллиарды атомов.
Фотоны взаимодействовали с атомами: часть поглощалась, переводя атомы в возбужденное состояние, затем испускалась заново. Измерения показали отрицательную временную задержку — до минус нескольких микросекунд. Атомы казались возбужденными отрицательное время.
Результаты опубликованы в 2024 году. Стейнберг отметил: квантовые часы на атомах иногда шли бы назад.
Квантовая суперпозиция и интерференция
Отрицательное время возникает из суперпозиции: фотон одновременно проходит все пути через облако. Волновые функции интерферируют, создавая иллюзию отрицательной задержки.
В классической физике время всегда положительно. В квантовой — измерения дают отрицательные значения без нарушения причинно-следственных связей. Фотоны не переносят информацию быстрее света.
Аналогичный эффект предсказан в 1960-е годы в оптике. В 2024 году впервые измерен напрямую на атомном уровне.
Диаграммы Фейнмана и античастицы
Ричард Фейнман в 1940-е предложил интерпретацию: античастицы — это обычные частицы, движущиеся назад во времени. Позитрон — электрон с отрицательным временем.
На диаграммах время идет слева направо. Стрелки назад для античастиц упрощают расчеты аннигиляции и рождения пар. Это математический трюк, подтвержденный в квантовой электродинамике с точностью до 10 знаков.
Фейнман получил Нобелевку в 1965 году за эту работу.
Стрела времени и энтропия
В макромире время течет вперед из-за второго закона термодинамики. Энтропия — мера беспорядка — всегда растет. Разбитая чашка не собирается сама: вероятность низка.
Вселенная началась с низкой энтропии после Большого взрыва 13,8 млрд лет назад. Энтропия растет, определяя стрелу времени.
В квантовых системах микромира стрела слабее. Процессы обратимы на уровне уравнений Шредингера.
Почему нет путешествий в прошлое
Отрицательное время в экспериментах — артефакт измерений. Не позволяет отправить сигнал в прошлое. Причинность сохраняется: эффект не предшествует причине в информации.
Теории с закрытыми временными кривыми в общей относительности требуют экзотической материи с отрицательной энергией — ее не нашли.
Физики подчеркивают: явление расширяет понимание квантовой оптики, полезно для квантовых компьютеров и сенсоров.
Отрицательное время существует в математике квантовой физики. В реальности время течет вперед — от низкой энтропии к высокой.
