TEMPO NEGATIVO? A descoberta quântica que desafia a realidade!

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"Tempo negativo. Só de ouvir isso, você pode pensar em ficção científica, viagens no tempo ou paradoxos impossíveis. Mas não se trata de nenhum desses cenários fantásticos. Um grupo internacional de cientistas observou algo real, mensurável e profundamente intrigante: um fóton, um pedacinho de luz, pode passar um tempo negativo dentro de um átomo.

O que isso significa? É isso que vamos explicar agora."



"A mecânica quântica já nos deu muitos fenômenos estranhos, mas, físicos da Universidade de Toronto, liderados por Aephraim Steinberg, notaram algo inesperado.

Quando um fóton atravessa uma nuvem de átomos, ele pode excitar um elétron em um átomo.

O natural seria pensar que isso exige um certo tempo de permanência nesse estado excitado.

Mas as medições mostraram que o fóton parece gastar tanto tempo excitando o átomo quanto outro fóton que passa direto,

sem interagir com ninguém.

Isso levantou uma pergunta desconfortável:

afinal, quanto tempo o fóton passa de fato dentro dessa interação?"



"Para responder, Steinberg e colegas se uniram a pesquisadores do MIT, da Universidade Griffith, na Austrália, e do Instituto Indiano de Educação e Pesquisa Científica.

Eles criaram uma estrutura teórica publicada na revista APL Quantum.

A ideia: enviar um fóton para uma nuvem de átomos, enquanto um segundo feixe faz uma chamada ‘medição fraca’. Essa medição não perturba o sistema, mas consegue registrar desvios sutis que revelam a presença de excitação atômica.

Ao integrar esse sinal, é possível calcular o tempo médio que o fóton passa nesse estado antes de sair."



"Foi aí que veio a surpresa. A análise revelou que esse tempo médio de excitação pode ser... negativo.

Em outras palavras, as equações e os experimentos apontam que, em certos cenários, o fóton parece passar menos que zero tempo excitando o átomo.

Para os cientistas, esse resultado está ligado a outro conceito já conhecido: o chamado atraso de grupo.

Nesse fenômeno, um pulso de luz pode parecer sair de um meio antes mesmo de entrar, criando uma ilusão de avanço temporal."



"Howard Wiseman, teórico da Universidade Griffith, explicou que o atraso de grupo pode ser entendido intuitivamente como uma ilusão causada pelo espalhamento.

Mas no caso do tempo negativo, o que eles mediram não foi apenas esse efeito global. Eles observaram o tempo que fótons realmente transmitidos passam na nuvem.

O detalhe importante: mesmo fótons que excitam átomos podem, de algum modo, contribuir para esse tempo médio sem serem destruídos no processo. Isso desafia a intuição clássica."



"Para confirmar, a equipe montou um novo experimento com átomos de rubídio-85 resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto, entre 60 e 70 microkelvin.

Dois feixes de laser foram usados: o primeiro trazia os fótons que poderiam excitar os átomos, e o segundo fazia a medição fraca, detectando minúsculos desvios de fase.

Os resultados foram claros: eles mediram tempos médios de excitação que iam de valores positivos até negativos, chegando a –0,82 τ₀ em alguns casos.

Aqui, τ₀ é o tempo de excitação médio de fótons espalhados e transmitidos, sempre positivo, da ordem de 10 a 20 nanossegundos."

"Segundo Aephraim Steinberg, durante muito tempo os físicos varriam esses números negativos para debaixo do tapete, tratando-os como meras convenções matemáticas sem significado físico.

Mas agora, com medições diretas, ficou claro que eles refletem uma realidade quântica. O que é, afinal, um ‘tempo negativo’?

Ainda não temos todas as respostas, mas o experimento abriu uma porta para pensar de forma diferente sobre o tempo e as interações quânticas."


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"O físico Jonte Hance, da Universidade de Newcastle, que não participou do estudo, alerta que não devemos interpretar esse tempo negativo de forma literal, como se o fóton estivesse viajando para trás no tempo.

Para ele, o fenômeno aponta para algo mais profundo: a contextualidade quântica. Isso significa que o resultado depende da maneira como medimos o sistema.

Essa propriedade é considerada uma das chaves que diferenciam a física quântica de qualquer teoria clássica, e pode ser a base de novas tecnologias, como sensores e processadores quânticos mais avançados."



"O tempo negativo observado não vai nos levar a construir máquinas do tempo, mas nos dá pistas valiosas sobre a natureza da realidade quântica.

Ele mostra como até mesmo conceitos aparentemente sólidos, como o tempo, podem ganhar novos significados quando olhamos para o mundo em sua escala mais fundamental.

No fim, talvez o que os cientistas tenham descoberto não seja um tempo que anda para trás, mas sim uma nova forma de perceber como a informação flui entre luz e matéria."


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