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El objetivo del nuevo estudio consistió en observar y comprobar un fenómeno conocido como ‘excitación atómica’, que ocurre como resultado de la interacción entre los fotones y un medio lleno de átomos.
Un grupo de investigadores de instituciones científicas de Canadá y Australia encontró por primera vez pruebas que demuestran la existencia de un extraño fenómeno cuántico, conocido como ‘tiempo negativo’, luego de realizar un innovador experimento, informa la revista Scientific American.
Este descubrimiento se logró después de que los científicos estudiaran durante 7 años el comportamiento de los fotones, partículas ondulatorias de luz, con el fin de comprender la excitación atómica. Este fenómeno ocurre por la interacción entre los fotones y un medio lleno de átomos.
Sin embargo, la excitación atómica desafía el concepto convencional sobre el tiempo a nivel cuántico. Esto se debe a que los fotones absorbidos por los átomos del medio experimentan un retraso de tiempo, también conocido como ‘retraso de grupo’, antes de que salieran del propio medio.
Comportamiento inesperado de los fotones
En un intento por observar y comprobar este fenómeno cuántico, los investigadores diseñaron un experimento para disparar fotones a través de una nube de átomos de rubidio ultrafríos. En un estudio, recientemente publicado en el servicio de preimpresion arXiv, se reportó que los fotones experimentaron un comportamiento inesperado, lo que cuestiona la comprensión habitual de las interacciones cuánticas.
Según los científicos, se descubrió que los átomos se excitaron, a pesar de que los fotones atravesaron la nube sin ser absorbidos. No obstante, también se observó que los fotones se salieron de la nube atómica antes de que completaran el proceso de excitación atómica, por lo que el tiempo de tránsito de estas partículas cuánticas fue negativo.
Esto creó el efecto de que los fotones salían de la nube de átomos, incluso antes de haber entrado en ella. “Un retraso temporal negativo puede parecer paradójico, pero lo que significa es que si se construyera un reloj ‘cuántico’ para medir cuánto tiempo pasan los átomos en el estado excitado, la manecilla del reloj, bajo ciertas circunstancias, se movería hacia atrás en lugar de hacia adelante”, indicó el investigador Josiah Sinclair.
¿Los resultados alteran nuestra concepción del tiempo?
Estos hallazgos sugieren que los fotones pueden existir en una superposición de estados, es decir, experimentar simultáneamente diferentes estados. Esta superposición cuántica se manifiesta en que estas partículas pueden producir un valor positivo y negativo en el tiempo.
Por otro lado, el concepto de ‘tiempo negativo’ observado en el experimento no altera nuestra compresión intuitiva del tiempo. En cambio, refleja la naturaleza de las mediciones a nivel cuántico.
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