科学家们早就知道，光有时会在进入材料之前出现先离开材料的现象——这种效应被认为是由于物质扭曲波而产生的幻觉。
现在，多伦多大学的研究人员通过创新的量子实验表示，他们已经证明“负时间”不仅仅是一个理论概念，它以有形的物理意义存在，值得更仔细的审视。
研究结果尚未在同行评审期刊上发表，已经引起了全球的关注和怀疑。
研究人员强调，这些令人困惑的结果凸显了量子力学的一个奇特怪癖，而不是我们对时间理解的根本转变。
多伦多大学专门研究实验量子物理学的教授艾弗莱姆·斯坦伯格 (Aephraim Steinberg) 表示：“即使对我们来说，与其他物理学家谈论这件事也是很困难的。我们总是被误解。”
虽然“负时间”一词听起来像是从科幻小说中提炼出来的概念，但斯坦伯格为其使用辩护，希望它能引发对量子物理学之谜的更深入讨论。
激光实验
几年前，该团队开始探索光与物质之间的相互作用。
当光粒子或光子穿过原子时，一些粒子被原子吸收，然后重新发射。这种相互作用会改变原子，在它们恢复正常之前暂时将它们置于较高能量或“激发”状态。
在丹妮拉·安古洛 (Daniela Angulo) 领导的研究中，研究小组开始测量这些原子保持激发态的时间。斯坦伯格解释说：“结果是负时间”——这意味着持续时间小于零。
为了形象化这个概念，想象一下汽车进入隧道：在实验之前，物理学家认识到，虽然一千辆车的平均进入时间可能是中午，但第一批汽车可能会早一点退出，比如上午 11:59。这一结果此前被认为毫无意义而被驳回。
安古洛和他的同事所演示的类似于在最初几辆车出现后测量隧道中的一氧化碳水平，并发现读数前面有一个减号。
相对论完好无损
这些实验是在一个杂乱的地下室实验室中进行的，里面布满了电线和铝包裹的设备，花了两年多的时间来优化。使用的激光器必须仔细校准以避免扭曲结果。
尽管如此，斯坦伯格和安古洛很快澄清：没有人声称时间旅行是可能的。 “我们不想说任何东西都回到了过去，”斯坦伯格说。 “这是一种误解。”
解释在于量子力学，其中像光子这样的粒子以模糊的、概率的方式表现，而不是遵循严格的规则。
这些相互作用并没有遵循固定的吸收和再发射时间表，而是在一系列可能的持续时间内发生——其中一些持续时间违背了日常直觉。
重要的是，研究人员表示，这并不违反爱因斯坦的理论，这表明没有任何东西可以比光传播得更快。这些光子不携带任何信息，避开了任何宇宙速度限制。
一个分裂的发现
“负时间”的概念既令人着迷，又引起怀疑，尤其是来自科学界的知名人士。
例如，德国理论物理学家萨宾·霍森菲尔德 (Sabine Hossenfelder) 在超过 25 万人观看的 YouTube 视频中批评了这项工作，并指出：“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传播的一种方式通过媒介以及它们的相位如何变化。”
安古洛和斯坦伯格反驳说，他们的研究解决了理解为什么光并不总是以恒定速度传播的关键差距。
斯坦伯格承认围绕他们论文的挑衅性标题存在争议，但指出没有严肃的科学家对实验结果提出质疑。
他说：“我们已经选择了我们认为描述结果的有效方式。”他补充说，虽然实际应用仍然难以捉摸，但这些发现为探索量子现象开辟了新途径。
“说实话，我目前还没有从我们一直在考虑的内容到申请的途径，”他承认。 “我们将继续考虑这个问题，但我不想让人们抱有太大希望。”
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