Immaginate di poter uscire da una stanza prima di entrarvi. Questo potrebbe sembrare un concetto folle, eppure nel misterioso regno del “tempo negativo”, potrebbe essere una realtà – almeno per i fotoni.

Recentemente, un team di ricercatori dell'Università di Toronto ha pubblicato uno studio rivoluzionario in cui affermano di aver osservato i fotoni, le particelle di luce, uscire da un materiale prima di entrarvi. È un'affermazione scioccante e segna la prima volta che la scienza trova prove concrete di questo fenomeno di tempo negativo.

“Immaginate di costruire un orologio 'quantistico' in grado di misurare il tempo in cui gli atomi rimangono nello stato di eccitazione. In alcune circostanze, la lancetta potrebbe muoversi all’indietro invece che in avanti”, ha dichiarato Josiah Sinclair, ricercatore postdoc al MIT.

La Scoperta del Ritardo Temporale Negativo

Negli ultimi sette anni, il team di ricerca ha dedicato il proprio tempo allo studio dell’eccitazione atomica, un fenomeno che si verifica quando la luce interagisce con la materia. Durante questo processo, gli elettroni di un atomo assorbono energia e saltano a un livello energetico superiore. Ma questo stato non dura a lungo; gli elettroni ritornano ai loro livelli originari e rilasciano fotoni.

Questa interazione genera un ritardo, che fa sì che i fotoni impieghino più tempo a attraversare il materiale rispetto a quando non dovessero essere assorbiti e riemessi.

In un esperimento innovativo, i ricercatori hanno sparato fotoni attraverso atomi di rubidio a temperature estremamente basse, analizzando come avviene l’eccitazione atomica. I risultati sono stati sbalorditivi: alcuni fotoni sono passati attraverso gli atomi più rapidamente rispetto al processo di eccitazione, creando l’impressione che i fotoni uscissero dal materiale prima di entrarvi.

“Può sembrare assurdo, ma ciò che abbiamo osservato mostra che i fotoni possono effettivamente far sembrare che gli atomi spendano una quantità di tempo *negativa* nello stato eccitato,” ha condiviso Aephraim Steinberg, fisico quantistico dell'Università di Toronto, in un post su X.

Riflessioni sul Tempo e le Sue Implicazioni

Questo esperimento ha richiesto tre anni di lavoro meticoloso e ha contribuito a scoprire che i valori negativi come il ritardo di gruppo hanno un significato fisico più profondo di quanto normalmente pensato. Tuttavia, bisogna chiarire che i fotoni coinvolti in questo esperimento non hanno trasportato alcuna informazione sul tempo stesso, il che significa che le scoperte non contraddicono la nostra comprensione del tempo secondo la teoria della relatività speciale.

In pratica, ciò significa che la nostra esperienza quotidiana del tempo rimarrà invariata, nonostante le affermazioni sorprendenti sul “tempo negativo” dei fotoni.

Tuttavia, la scoperta apre la porta a ulteriori esami e ricerca nel fondamentale mondo quantistico, spingendo a indagare se esistano altri scenari in cui il tempo possa assumere valori negativi. Che formidabile opportunità per gli scienziati di esplorare la nostra realtà e sfidare le leggi della fisica come le conosciamo!