量子
科学家在量子研究中发现“负时间”
“负时间”概念引发科学界的好奇与质疑，尤其是来自一些重量级声音的批评。
多伦多大学的研究人员表示，他们已经证实“负时间”以一种具体、物理的形式存在，这挑战了传统对时间运作方式的认知。
多年来，科学家观察到光有时似乎在进入某种材料之前就已经离开，这种现象通常被视为波与物质相互作用所造成的扭曲。
然而，团队的最新实验表明，这种现象并非幻觉，而是一种可测量的现实。
尽管研究结果尚未在同行评审期刊上发表，但它已吸引了全球范围的关注与质疑。
研究人员强调，这些令人困惑的结果只是量子力学中一个特殊的怪现象，而非对时间认知的根本性颠覆。
“这对我们来说都很难向其他物理学家解释，我们常常被误解，”多伦多大学实验量子物理学教授Aephraim Steinberg说道。
尽管“负时间”听起来像是科幻小说里的概念，Steinberg坚持使用这一术语，期望它能激发人们对量子物理奥秘的深入讨论。
激光实验
多年前，团队开始研究光与物质的相互作用。当光粒子(光子)穿过原子时，有些被原子吸收并随后重新发射。这一过程会改变原子，使其暂时进入更高能量的“激发态”，然后再恢复正常状态。
在Daniela Angulo领导的研究中，团队试图测量这些原子在激发态下停留的时间。
“结果发现这个时间是负的，”Steinberg解释道，也就是说持续时间小于零。
为了理解这一概念，可以想象汽车进入隧道：实验前，物理学家已意识到，虽然一千辆车的平均进入时间可能是中午，但第一辆车可能会稍早出来，例如上午11:59。这个结果此前被视为无意义。
而Angulo和同事的研究成果类似于在几辆车出来后测量隧道中的一氧化碳水平，却发现读数前带有负号。
相对论依然成立
实验在一个布满电线和铝箔包裹装置的地下实验室里进行，花费两年多才优化完成。激光必须经过精确校准，才能避免结果失真。
然而，Steinberg和Angulo迅速澄清：没有人声称时间旅行是可能的。
“我们不想说任何东西在时间中倒退，”Steinberg解释道，“这是误解。”
答案在于量子力学。在这里，像光子这样的粒子表现出模糊而概率性的行为，而不是遵循严格规则。这些相互作用不会遵循固定的吸收和再发射时间线，而是在一系列可能的持续时间中发生——其中一些超出了日常直觉的范围。
研究人员强调，这并未违反爱因斯坦的狭义相对论，即任何物体的速度都不能超过光速。这些光子没有携带信息，因此避免了任何宇宙速度限制。
引发分歧的发现
“负时间”概念在科学界引发了好奇与质疑。一些知名学者对此持批评态度。
德国理论物理学家Sabine Hossenfelder在一段观看量超过25万次的YouTube视频中批评道：“这个实验中的负时间与时间的流逝无关——它只是描述光子如何通过介质以及其相位如何发生变化的一种方式。”
Angulo和Steinberg对此进行了反驳，认为他们的研究填补了关于光为何不总是以恒定速度传播的关键空白。
Steinberg承认他们论文中挑衅性的标题引发争议，但指出尚无严肃科学家对实验结果提出挑战。
“我们选择了认为最有助于描述结果的方式，”他说。尽管目前实际应用仍遥不可及，这一发现为探索量子现象打开了新方向。
“坦白说，我现在还看不到从我们研究的内容到实际应用的路径，”他承认道，“我们会继续思考，但我不想让人们抱太大希望。”