Feldaraboltak egy fotont: eltűnt a kulcs az időutazáshoz

Feldaraboltak egy fotont: eltűnt a kulcs az időutazáshoz

Utolsó frissítés:

Szerző:

szerző:
hvg.hu
Tetszett a cikk?

Hongkongi fizikusok megmutatták, hogy egyetlen foton nem tud gyorsabban haladni a fénysebességnél, és ezzel igazolták, hogy az időutazás lehetetlen – írja a Discovery News. Ezt úgy érték el, hogy gyakorlatilag feldarabolták a parányi részecskét, és először figyelték meg a foton "orrát", azaz az optikai prekurzort.

Az amerikai tudományos híroldal szerint, amiről a hvg.hu is beszámolt már, a fizikusoknak sikerült bizonyítani Einstein elméletét, hogy semmi sem tud a vákuumban terjedő fénynél gyorsabban haladni. Éppen ezért a sci-fiken kívül sehol sem lehetséges az időutazás. A Hongkongi Műszaki és Tudományegyetem (Hong Kong University of Science and Technology, HKUST) kutatói Du Shengwang vezetésével kísérleteztek. Az új eredmény azért érdekes, mert egyetlen fotonra is igaz a korábbi tézis, nem csak a fénysugárra, illetve a klasszikus elektromágneses hullámokra. 
 
Az időutazás esélye akkor vetődött fel – a kutatócsoport szerint -, amikor tíz évvel ezelőtt mások bizonyos optikai impulzusok fénynél gyorsabb terjedését figyelték meg speciális anyagban, illetve közegben. Később kiderült, hogy mindez tulajdonképpen egy vizuális effektus, azaz látszólagos jelenség lehetett, ennek ellenére továbbra sem lehetet kizárni, hogy bizonyos körülmények között egyetlen foton a fénysebességnél gyorsabban haladjon. Éppen ezért határozta el a hongkongi Du professzor, hogy megméri egyetlen foton sebességét – ami újdonságnak számított kutatási területén. Az eredmény aztán meg is felelt Einstein elméletének, az oksági elvnek, vagyis annak hogy az okot nem előzheti meg az okozat. Mindez az információ terjedési sebességének is végső határt szab – Du alapján ezt is megjegyezhetjük. Mint ahogy azt is, hogy a kvantumszámítógépek működését is befolyásolhatja ez a tudományos eredmény.

©

Egyetlen foton "orra"

A HKUST munkatársai most azt is bebizonyították, hogy egyetlen foton szintjén, tehát a kvantummechanika egyik legkisebb részecskéjének mérettartományában is léteznek optikai prekurzorok. Ezek a foton leggyorsabb részei, még a „szuperluminális”, tehát a legkülönlegesebb közegekben is. (Az optikai impulzusok, azon belül is a fotoncsoportok „csúcsimpulzusai” az ilyen szuperluminális közegekben látszólag gyorsabban haladhatnak a vákuumbeli fénysebességnél, ami persze csak – ismételjük - látszólagos hatás.) Ugyanakkor a kínai tudósok most megmutatták, hogy még az ilyen szuperluminális közegekben sem tud egyetlen foton „fő hullámcsomagja” gyorsabban haladni, mint a vákuumban a fény.  

Szintén komoly eredménye a tudósoknak, hogy egyetlen foton mozgását is megfigyelték. Ennek során tanulmányozhatták annak a lehetőségét, hogy az információ miként terjedhet fény révén. A kínai fizikusok most arra jöttek rá, hogy ezek a szuperluminális hatások nem használhatók információ átvitelére, vagyis az időutazás sem lehetséges ezek által. (Ok-okozati viszonyt tehát nem sértenek az optikai pulzusok sem.) Az egyedi fotonok előállításán túl nagyon fontos eredménye a kínaiaknak az is, hogy elkülönítették egyetlen foton hullámcsomagjának nagy részétől a leggyorsabb „darabot”, az úgynevezett optikai prekurzort. Du professzor és munkatársai egy fotonpárt hoztak létre kísérletük során, majd lézerrel hűtött rubídium-atomcsoporton bocsátották át őket, az úgynevezett EIT, azaz az elektromagnetikusan indukált transzparencia hatásmechanizmusának megfelelően.

A kínai fizikusoknak most sikerült az is, hogy az optikai prekurzort és a fő foton-hullámcsomagot egymástól 500 nanomásodperccel késleltetni tudták - tulajdonképpen feldaraboltak tehát egy fotont.