“`html
عرف العلماء منذ زمن طويل أن الضوء يمكن أن يبدو أحيانًا أنه يخرج من مادة قبل دخولها – تأثير يُرفض كخداع ناجم عن كيفية تشوه الموجات بواسطة المادة.
الآن، يقول الباحثون في جامعة تورنتو، من خلال تجارب كمومية مبتكرة، إنهم أثبتوا أن “الزمن السالب” ليس مجرد فكرة نظرية – بل يوجد بمعنى مادي ملموس، يستحق مزيدًا من الفحص الدقيق.
النتائج، التي لم تُنشر بعد في مجلة مُراجعة من قبل النظراء، جذبت انتباهًا عالميًا وشكًا.
يؤكد الباحثون أن هذه النتائج المحيرة تُبرز غرابة غريبة في ميكانيكا الكم بدلاً من تحول جذري في فهمنا للزمن.
“هذا أمر صعب، حتى بالنسبة لنا للحديث عنه مع الفيزيائيين الآخرين. نحن نُساء فهمنا باستمرار”، قال إيفريم ستاينبرغ، أستاذ في جامعة تورنتو متخصص في فيزياء الكم التجريبية.
“`
في حين أن مصطلح “الزمن السلبي” قد يبدو وكأنه مفهوم مأخوذ من الخيال العلمي، يدافع شتاينبيرغ عن استخدامه، على أمل أن يحفز نقاشات أعمق حول أسرار الفيزياء الكمية.
تجارب الليزر
منذ سنوات، بدأ الفريق باستكشاف التفاعلات بين الضوء والمادة.
عندما تمر جسيمات الضوء، أو الفوتونات، عبر الذرات، يتم امتصاص بعضها بواسطة الذرات، ثم تُعاد إصدارها لاحقاً. يُغير هذا التفاعل الذرات، مما يضعها مؤقتاً في حالة طاقة أعلى أو “منبهة” قبل أن تعود إلى حالتها الطبيعية.
في بحثٍ قاده دانايلا أنغولو، سعى الفريق لقياس المدة التي بقيت فيها هذه الذرات في حالتها المنبهة. أوضح شتاينبيرغ قائلاً: “تبين أن هذا الوقت كان سلبياً” – أي مدة أقل من الصفر.
“`html
لتوضيح هذه الفكرة، تخيل سيارات تدخل نفقًا: قبل التجربة، أدرك الفيزيائيون أنه بينما قد يكون متوسط وقت الدخول لألف سيارة، على سبيل المثال، الظهر، فقد تخرج السيارات الأولى قبل ذلك بقليل، على سبيل المثال، الساعة 11:59 صباحًا. وتم تجاهل هذه النتيجة سابقًا باعتبارها بلا معنى.
ما أظهرته أنغولو وزملاؤها يشبه قياس مستويات أول أكسيد الكربون في النفق بعد خروج أولى السيارات القليلة واكتشاف أن القراءات تحمل علامة ناقص أمامها.
النسبية سليمة
استغرقت التجارب، التي أجريت في مختبر مزدحم في الطابق السفلي مليء بالأسلاك والأجهزة الملفوفة بالألمنيوم، أكثر من عامين لتحسينها. كان على الليزر المستخدم ضبطه بدقة لتجنب تشويه النتائج.
“`
ومع ذلك، يُسرع شتاينبيرج وأنغولو في توضيح الأمر: لا يدعي أحد أن السفر عبر الزمن ممكن. قال شتاينبيرج: “نحن لا نريد القول بأن أي شيء سافر إلى الوراء في الزمن، فهذا سوء فهم.”
يكمن التفسير في ميكانيكا الكم، حيث تتصرّف الجسيمات مثل الفوتونات بطرق غامضة و احتمالية بدلاً من اتباع قواعد صارمة.
بدلاً من الالتزام بجدول زمني ثابت لامتصاص وإعادة الإصدار، تحدث هذه التفاعلات عبر طيف من المدة الممكنة – بعضها يتحدى الحدس اليومي.
يقول الباحثون، وبالأهمية، إن هذا لا ينتهك نظرية أينشتاين للنسبية الخاصة، التي تنص على أنه لا يمكن لأي شيء أن يسافر أسرع من الضوء. لم تحمل هذه الفوتونات أي معلومات، متجاوزة أي قيود على السرعة الكونية.
اكتشاف مثير للجدل
لقد أثار مفهوم “الزمن السالب” إعجابًا وشكًا، خاصةً من أصوات بارزة في المجتمع العلمي.
انتقدت الفيزيائية النظرية الألمانية، صابين هوسنفلدر، العمل في فيديو على يوتيوب شاهدّه أكثر من 250,000 شخص، مُلاحظّةً: “الزمن السالب في هذه التجربة لا علاقة له بمرور الزمن – إنه مجرد طريقة لوصف كيفية سفر الفوتونات عبر وسط ما وكيفية تحوّل أطوارها”.
ودافع أنغولو وشتاينبيرغ، مُجادلين بأن بحثهم يُعنى بتحديد الثغرات الحاسمة في فهم سبب عدم سفر الضوء دائمًا بسرعة ثابتة.
أقرّ شتاينبيرغ بالجدل المُحيط بعنوان ورقتِهم المُثير للجدل، لكنه أشار إلى أن عالِمًا جادًّا لم يُعارِض النتائج التجريبية.
“لقد اتخذنا قرارنا بشأن ما نعتقد بأنه طريقة مثمرة لوصف النتائج”، قال، مضيفًا أنه بينما لا تزال التطبيقات العملية بعيدة المنال، فإن النتائج تُفتح آفاقًا جديدة لاستكشاف الظواهر الكمومية.
“`html
«أكون صريحًا، ليس لدي حاليًا طريقًا من ما كنا ننظر إليه نحو التطبيقات»، اعترف. «سوف نستمر في التفكير فيه، لكنني لا أريد إثارة آمال الناس».
“`
المصدر: المصدر