La possibilità di viaggiare nel tempo con metodi ottici è stata negata dagli scienziati di Hong Kong. Tuttavia, esiste ancora un'ipotetica possibilità di creare una macchina del tempo utilizzando regioni di supergravità, come nei buchi neri o "wormhole"
Un modo ipotetico di viaggiare nel tempo è viaggiare a velocità dell'ordine di, o anche più veloci, della velocità della luce. Nonostante una delle affermazioni fondamentali della teoria della relatività di Einstein, ovvero l'impossibilità di raggiungere una velocità superiore a quella della luce, negli ultimi dieci anni si è sviluppata una discussione nella comunità scientifica, la cui essenza si riduce al fatto che i singoli fotoni possono essere "superluminali".
Provare l'esistenza di tali fotoni significherebbe la possibilità teorica di viaggiare nel tempo, poiché questi fotoni violerebbero il principio di causalità.
Questo principio nella fisica classica significa quanto segue: qualsiasi evento che si è verificato al tempo t 1 può influenzare l'evento che si è verificato al tempo t 2 solo se t 1 è inferiore a t 2. Nella teoria della relatività, questo principio è formulato in modo simile, vengono aggiunte solo le condizioni associate agli effetti relativistici, a causa delle quali il tempo dipende dal quadro di riferimento selezionato.
Il motivo della ripresa della discussione sull'esistenza dei fotoni "superluminali" è apparso nel gennaio 2010. Poi un articolo di scienziati americani è stato pubblicato sulla rivista Optic Express, di cui ha parlato il dipartimento di scienze di Gazeta. Ru. Nel loro esperimento, i ricercatori hanno inviato fotoni attraverso una pila di materiali di varia natura.
Alternando strati di indici di rifrazione alti e bassi, gli scienziati hanno rilevato che i singoli fotoni passano attraverso una piastra da 2,5 micron a velocità apparentemente superluminali.
Gli autori del lavoro hanno cercato di spiegare questo fenomeno dal punto di vista della natura delle onde corpuscolari della luce (dopotutto, la luce è sia un'onda che un flusso di particelle-fotoni allo stesso tempo) senza violare la teoria della relatività, sostenendo che la velocità osservata è una sorta di illusione. In questo esperimento, la luce inizia e finisce il suo viaggio come fotone. Quando uno di questi fotoni attraversa il confine tra strati di materiale, su ciascuna superficie crea un'onda - un precursore ottico-precursore (per chiarezza, puoi confrontare un precursore ottico con un'onda d'aria che si verifica davanti a un treno in movimento). Queste onde interagiscono tra loro, creando uno schema di interferenza: cioè, le intensità delle onde vengono ridistribuite, creando un modello di alti e bassi chiari, comecome nel caso delle onde in arrivo nell'oceano, si forma uno strato di marea: una spinta d'acqua. In una certa posizione degli strati H e L, l'interferenza delle onde provoca l'effetto di "arrivo anticipato" di una parte dei fotoni. Ma altri fotoni, al contrario, arrivano molto più tardi del solito a causa della comparsa di minimi di interferenza nell'immagine. Per la corretta rilevazione della velocità, è necessario registrare tutti i fotoni che passano attraverso gli strati, quindi la media darà la consueta velocità della luce.
Per confermare questa spiegazione sono necessarie le osservazioni di un singolo fotone e del suo predecessore ottico.
L'esperimento corrispondente è stato condotto da un gruppo di scienziati guidati dal Professore dell'Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong (HKUST) Du Chengwang.
Nel loro esperimento, i ricercatori hanno creato una coppia di fotoni, dopo di che uno di loro è stato diretto in un mezzo costituito da atomi di rubidio raffreddati a basse temperature. Creando l'effetto della trasparenza indotta elettromagneticamente (dove un mezzo che assorbe la radiazione diventa trasparente quando viene applicato un campo appropriato), Du e colleghi hanno misurato con successo le velocità sia del fotone stesso che del suo precursore ottico. "I nostri risultati mostrano che il principio di causalità è vero per i singoli fotoni ", dice l'abstract di un articolo pubblicato su Physical Review Letters.
Pertanto, questo lavoro ha posto fine alla discussione scientifica sulla possibilità che vi possano essere singoli fotoni "superluminali".
Inoltre, l'esperimento degli scienziati di Hong Kong è importante per lo sviluppo dell'ottica quantistica, una migliore comprensione del meccanismo delle transizioni quantistiche e, in generale, di alcuni principi della fisica.
Ebbene, le persone che sognano di viaggiare indietro nel tempo non dovrebbero disperare.
La violazione del principio di causalità da parte di singoli fotoni non era l'unica possibilità ipotetica per creare una macchina del tempo.
In un'intervista con il Toronto Star, Du Chengwang ha dichiarato:
“Il viaggio nel tempo utilizzando fotoni o metodi ottici non è possibile, ma non possiamo escludere altre possibilità come buchi neri o wormhole.
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