Energia
Com informações da Physics World – 26/09/2025
O experimento d realidade a nmeros que j apareciam nos clculos tericos. Mas explicar o que tempo negativo algo que levar um tempo positivo provavelmente muito longo.
[Imagem: Kyle Thompson – 10.1063/5.0288743]
Tempo negativo
As viagens no tempo so um tema comum na fico cientfica, mas “tempo negativo” parece uma ideia esotrica demais at para os mais abertos a ideias novas.
Na verdade, volta e meia os fsicos se deparam com nmeros negativos em suas demonstraes, mas esses “detalhes” so rapidamente varridos para debaixo do tapete, e deixados para serem melhor compreendidos no futuro – e lembre-se que o conceito de futuro exige que o tempo seja sempre positivo.
Mas Kyle Thompson e colegas da Universidade de Toronto, no Canad, acabam de demonstrar – por meio de experimentos, e no de teorias – que esses resultados negativos tm fundamento na realidade, lanando um conceito inusitado de tempo negativo. Perceba que no se trata de voltar no tempo, mas de fenmenos que consumem “-t” para ocorrer.
A equipe descobriu que, quando um fton passa por uma nuvem de tomos e choca-se com um deles, transferindo energia para um dos seus eltrons, esse fton gasta nessa excitao atmica um tempo semelhante ao que outro fton gasta para passar diretamente pela nuvem, sem excitar nenhum tomo.
Assim, quando observaram em detalhes o processo da excitao do tomo, o que os cientistas viram que ele de fato ocorre – ou parece ocorrer – em -t.
Esquema do experimento e o tempo negativo.
[Imagem: Kyle Thompson – 10.1063/5.0288743]
Tempo negativo como realidade fsica
De posse dos dados experimentais, a equipe voltou prancheta para tentar entender os resultados, concluindo que o tempo mdio de excitao do tomo pode mesmo ser negativo. Eles tambm descobriram que esse tempo de excitao deve ser igual a outro tempo mais familiar, conhecido como atraso de grupo (ou tempo de grupo), que o tempo que a envoltria de um pulso de onda leva para percorrer uma distncia.
Um atraso de grupo negativo bem palatvel: Como a frente do pulso dos ftons sai da nuvem de tomos antes que o pico do pulso entre nela, e o pico nunca sai porque a maioria dos ftons ser espalhada, h uma “iluso” de que os ftons deixam a nuvem de tomos antes de chegarem.
Mas o experimento feito agora diferente porque a equipe efetivamente monitorou ftons excitando tomos, e no apenas passando pela nuvem – nos experimentos envolvendo o atraso de grupo sempre se presume que ftons que excitam tomos so desviados, nunca atingindo o detector.
O experimento mediu tempos de viagens com excitao atmica que variaram de -0,31 para o pulso de luz de maior largura de banda, a -0,82 para o pulso de banda mais estreita. Segundo a equipe, isto comprova que os tempos negativos de excitao no so apenas uma matemtica para ser varrida para baixo do tapete, mas de fato tm uma realidade fsica nas medies qunticas.
Bibliografia:
Artigo: How much time does a photon spend as an atomic excitation before being transmitted through a cloud of atoms?
Autores: Kyle Thompson, Kehui Li, Daniela Angulo, Vida-Michelle Nixon, Josiah Sinclair, Amal Vijayalekshmi Sivakumar, Howard M. Wiseman, Aephraim M. Steinberg
Revista: APL Quantum
DOI: 10.1063/5.0288743
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