A física ficou mais estranha. E talvez isso seja bom.
Os físicos mediram um fenômeno que parece absurdo no papel: os fótons parecem interagir com os átomos por um período de tempo negativo.
Antes de pegar a máquina do tempo, ouça-me.
Ajuda pensar em Homero. Especificamente, Odisseu. Ele levou dez anos para voltar de Tróia a Ítaca. Mas durante cinco desses anos ele permaneceu na ilha de Calipso. Se sua esposa Penelope perguntasse por que ele estava atrasado, ele poderia ter sorrido e dito: “Na verdade, fui embora há cinco anos”. Menos que nada. Um déficit.
Isso é essencialmente o que aconteceu com os nossos fótons.
Nossa equipe, incluindo Aephraim Steinberg, da Universidade de Toronto, publicou nossas descobertas em Physical Review Letters. Enviamos partículas de luz através de uma nuvem de átomos de rubídio. Eles não apenas passaram. Eles interagiram. E fizeram isso de uma forma que sugere que passaram tempo negativo com os átomos.
Como a luz é atrasada (ou é?)
Os fótons são pacotes de luz. Quando atingem o alvo certo, transferem energia para o átomo. O átomo fica animado. O fóton efetivamente “mora” ali. Então é liberado.
Isso requer ressonância. O fóton deve ter a energia exata necessária para levar um átomo de rubídio a um estado superior.
Mas aqui está o problema. O princípio da incerteza de Heisenberg.
Se a energia do fóton estiver perfeitamente definida, seu tempo deverá ser confuso. O pulso de luz torna-se longo. Um borrão.
Então, quando ele entra na nuvem? Você não sabe exatamente. Você só conhece a média.
Se o fóton passar direto, será uma odisséia de probabilidades. Normalmente os fótons se espalham. Eles ricocheteiam. Eles erram totalmente o alvo. Mas às vezes alguém consegue.
Quando isso acontece, algo estranho acontece.
Calcule o tempo de chegada com base em quando ele entrou, assumindo que se moveu na velocidade da luz. A matemática diz que deve chegar mais tarde. Porque habitou.
Isso não acontece.
Chega cedo.
Na verdade, ele chega tão cedo que os cálculos sugerem que ele saiu antes de entrar. Tempo negativo.
Vimos isso em 1993. Mas a maioria dos físicos deu de ombros. Eles chamaram isso de artefato. Apenas um truque da borda frontal do pulso de luz passando enquanto o resto se espalhava. Explicação conveniente. Demissão fácil.
Perguntando aos átomos o que eles sabem
Aephraim não ficou satisfeito com essa história. Ele queria provas. Não apenas da chegada do fóton, mas dos próprios átomos.
Precisávamos perguntar aos átomos de rubídio: Quanto tempo o hóspede ficou hospedado?
É aqui que fica complicado.
Na mecânica quântica, o ato de observação muda a realidade. Se olharmos muito, congelamos o sistema. É chamado de efeito Zenão quântico. Observar o gato interrompe a superposição de Schrödinger. Ou, em nosso quadro mitológico, observar Calipso a impede de se agarrar a Odisseu.
Precisávamos olhar. Mas precisávamos ser gentis.
Insira medidas fracas.
Disparamos um laser fraco secundário através da nuvem atômica. Não relacionado ao experimento de fóton único. Este laser de sonda detectou pequenas mudanças na fase da luz. Sinais de que um átomo estava excitado. Sinais de que a energia do fóton estava por aí.
Uma corrida não diz nada. O sinal está muito fraco. Muito barulhento.
Então fizemos isso milhões de vezes. Calculamos a média dos dados. O barulho foi cancelado. A verdade permaneceu.
Os átomos concordaram com os primeiros que chegaram.
O tempo de permanência medido dentro da nuvem correspondeu ao tempo negativo calculado a partir da chegada.
Dois métodos diferentes. Dois sinais físicos completamente separados. O mesmo número impossível.
Não é um artefato. Não é uma falha.
Isso acaba com o velho argumento da “fronteira”.
A hora de chegada pode ser uma peculiaridade estatística. Um viés de seleção onde apenas a vanguarda sobrevive. Você não pode argumentar isso quando mede diretamente o relógio interno do átomo.
Os átomos não eram tendenciosos. Eles apenas registraram o que aconteceu. E eles registraram tempo negativo.
Então isso significa que podemos retroceder? Construir uma máquina? Visitar nossos avôs?
Infelizmente não.
A física aqui é padrão. Bizarro, sim. Padrão, infelizmente. Não há lacunas na relatividade aqui. Sem violações de causalidade.
Mas o tempo negativo é real.
Deixa uma marca mensurável. Afeta a nuvem atômica de forma tangível.
O que me deixa com uma pergunta persistente. Se o tempo pode ser negativo para uma partícula, onde é negativo para nós?
Achávamos que entendíamos a linha do tempo do universo. A pesquisa quântica sugere que o mapa ainda tem espaços em branco. Terras inexploradas. Ilhas que não visitamos.
Ou talvez precisemos apenas olhar com mais atenção. Com um feixe mais fraco.
“O tempo negativo não é um artefato.”
A odisseia continua.
Daniela Angulo, Kyle Thompson, Vida-Mich ell e Nixon, Andy Jiao, Howard M. Wismean e Aep hraham M. Stein be rg, Physical R ev i e w Letters, 202 6
